PAGEPAGE1第四章第一節原電池基礎鞏固1．有a、b、c、d四個金屬電極，有關的試驗裝置及部分試驗現象如下：試驗裝置部分試驗現象a極質量減小，b極質量增加b極有氣體產生，c極無變更d極溶解，c極有氣體產生電流從a極流向d極由此可推斷這四種金屬的活動性依次是(C)A．a>b>c>d B．b>c>d>aC．d>a>b>c D．a>b>d>c解析：由第一個裝置可知a極溶解，故a極是負極，可知金屬活動性a>b；其次個裝置依據氧化性，還原性的規律可知金屬活動性b>c；由第三個裝置得金屬活動性d>c；第四個裝置電子從d→a；故金屬活動性d>a。2．理論上不能設計為原電池的化學反應是(B)A．CH4(g)＋2O2(g)eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2(g)＋2H2O(l)ΔH<0B．HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(aq)ΔH<0C．2H2(g)＋O2(g)eq\o(=,\s\up7(點燃))2H2O(l)ΔH<0D．2FeCl3(aq)＋Fe(s)=3FeCl2(aq)ΔH<0解析：原電池反應均是氧化還原反應，A、C、D均屬氧化還原反應，理論上可以設計成原電池，而B是非氧化還原反應，不能設計成原電池。3．(2024·山東濰坊)如圖是某愛好小組同學設計的原電池裝置，下列敘述不正確的是(C)A．電極I作原電池的正極B．電極II的電極反應式為Cu－2e－=Cu2＋C．該原電池的總反應為Fe3＋＋Cu＝Cu2＋＋Fe2＋D．鹽橋中裝有含氯化鉀的球脂，K＋移向FeCl3溶液解析：A、鉑電極上鐵離子得電子發生還原反應，所以鉑電極作正極，故A正確；B、銅電極上銅失電子發生氧化反應，電極反應式為：Cu－2e－=Cu2＋，故B正確；C、該原電池負極上銅失電子，正極上鐵離子得電子，所以其電池反應式為2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋，故C錯誤；D、鹽橋的作用是平衡正負極兩池的電荷，鹽橋中離子的定向移動形成電流，K＋移向FeCl3溶液，移向正極，故D正確；故選C。4．(2024·吉林毓文中學高二期中)下圖是某校試驗小組設計的一套原電池裝置，下列有關描述不正確的是(B)A．此裝置能將化學能轉化為電能B．石墨電極的反應式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．電子由Cu電極經導線流向石墨電極D．電池的總反應式：2Cu＋O2＋4HCl=2CuCl2＋2H2O解析：該裝置是原電池裝置，可以把化學能轉化為電能，A正確；石墨電極通入的是氧氣，氧氣發生還原反應，電解質溶液為鹽酸，所以電極反應式是O2＋4e－＋4H＋=2H2O，B錯誤；因為石墨電極發生還原反應，所以石墨作正極，則Cu作負極，電子由負極(Cu電極)經導線流向正極(石墨電極)，C正確；該電池的正極反應是Cu失去電子生成Cu2＋，所以電池的總反應式為2Cu＋O2＋4HCl=2CuCl2＋2H2O，D正確。5．100mL2mol·L－1的鹽酸跟過量的鋅片反應，為加快反應速率，又不影響生成氫氣的總量，可采納的方法是(B)A．加入適量的6mol/L的鹽酸B．加入數滴氯化銅溶液C．加入適量蒸餾水D．加入適量的氯化鈉溶液解析：A項，加入6mol·L－1的鹽酸，會使產生的H2總量增加；B項，加入CuCl2溶液后，Zn置換出Cu，Cu附著在Zn上，形成原電池，加快反應速率；C、D兩項，蒸餾水和NaCl溶液都會稀釋原鹽酸溶液，使反應速率減慢。6．如圖所示的裝置，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸吊在盛水的燒杯中，使之平衡。當心地向燒杯中心滴入CuSO4溶液，片刻后可視察到的現象是(D)A．鐵圈和銀圈左右搖擺不定 B．保持平衡狀況C．鐵圈向下傾斜 D．銀圈向下傾斜解析：滴入CuSO4溶液后，形成原電池，Fe作負極，Ag作正極，在鐵圈上：Fe－2e－=Fe2＋，使鐵圈質量削減；在Ag圈上：Cu2＋＋2e－=Cu，生成的Cu附著在Ag上，使Ag圈質量增多，所以銀圈向下傾斜。7．下列敘述正確的是(B)A．反應AlCl3＋4NaOH=NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，可以設計成原電池B．Zn和稀硫酸反應時，加入少量CuSO4溶液能加快產生H2的速率C．把Fe片和Cu片放人稀硫酸中，并用導線把二者相連，視察到Cu片上產生大量氣泡，說明Cu與H2SO4能發生反應而Fe被鈍化D．Zn—Cu原電池工作過程中，溶液中H＋向負極作定向移動解析：A項，屬于非氧化還原反應，不能用于設計原電池；B項，鋅與置換出來的銅在電解質溶液中構成原電池，加快產生H2的速率；C項，Cu與稀H2SO4不反應，Fe在稀H2SO4中不發生鈍化；D項，H＋應向原電池的正極作定向移動。8．某?；瘜W探討性學習小組欲設計試驗驗證Fe、Cu的金屬活動性，他們提出了以下兩種方案。請你幫助他們完成有關試驗項目：方案Ⅰ：有人提出將大小相等的鐵片和銅片，分別同時放入稀硫酸(或稀鹽酸)中，視察產生氣泡的快慢，據此確定它們的活動性。該原理的離子方程式為__Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑___。方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作電極設計成原電池，以確定它們的活動性。試在下面的方框內畫出原電池裝置圖，標出原電池的電極材料和電解質溶液，并寫出電極反應式。正極反應式：__2H＋＋2e－=H2↑___；負極反應式：__Fe－2e－=Fe2＋___。方案Ⅲ：結合你所學的學問，幫助他們再設計一個驗證Fe、Cu活動性的簡潔試驗方案(與方案I、Ⅱ不能雷同)：__把鐵片插入CuSO4溶液中，一段時間后，視察鐵片表面是否生成紅色物質(合理即可)___，用離子方程式表示其反應原理：__Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋___。9．(2024·浙江寧波中學模擬)有甲、乙兩位同學均想利用原電池反應驗證金屬的活動性依次，并探究產物的有關性質。他們分別設計了如圖所示的原電池，請回答下列問題。(1)a中正極上的試驗現象是__產生氣泡___。(2)b中總反應的離子方程式是__2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑___。(3)該試驗證明白“利用金屬活動性依次表可干脆推斷原電池的正負極”，這種做法__不行靠___(填“牢靠”或“不行靠”)，如不行靠，請提出另一種推斷原電池正負極可行的方案__將兩種金屬電極通過導線連上電流表并插入電解質溶液中構成原電池，利用電流表檢測電流的方向，從而推斷電子流淌的方向，由此確定原電池的正負極___(若認為牢靠，此空可不作答)。(4)一段時間后，乙同學將b中兩電極取出，然后取少許b中溶液逐滴滴加6mol·L－1稀硫酸直至過量，可能視察到的現象是__起先無明顯現象，一段時間后，產生白色沉淀，后沉淀漸漸溶解直至消逝___，各階段對應的離子方程式分別是__H＋＋OH－=H2O，AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓，Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O___。解析：當稀硫酸是電解質溶液時，Mg作負極(金屬活動性：Mg>Al)，Al作正極，Al電極上產生氣泡；當NaOH溶液是電解質溶液時，Al作負極(Mg不與NaOH溶液反應)，總反應的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。通過本題可知，原電池的兩電極與電解質溶液有關，電解質溶液不同，導致兩電極發生變更(正負極變更)；將b中兩電極取出，電解質溶液中含有AlOeq\o\al(－,2)，是NaOH和NaAlO2的混合溶液，所以逐滴滴加稀硫酸，應先中和掉NaOH，再與NaAlO2反應生成沉淀，當稀硫酸過量時，Al(OH)3沉淀漸漸消逝。能力提升1．(2024·遼寧錦州高一期末)如圖所示是Zn和Cu組成的原電池，某試驗愛好小組做完試驗后，在讀書卡上的記錄如下，則卡片上描述合理的是(D)①Cu為負極，Zn為正極②Cu極上有氣泡產生，發生還原反應③SOeq\o\al(2－,4)向Cu極移動④若有0.5mol電子流經導線，則可產生0.25mol氣體⑤正極反應式：Cu－2e－=Cu2＋，發生氧化反應⑥電子的流向：Cu→ZnA．①②③ B．②④⑥C．③④⑤ D．②④解析：鋅和銅組成原電池，鋅為負極，銅為正極，故①錯誤，銅為正極，溶液中的氫離子得到電子生成氫氣，發生還原反應，故②正確；硫酸根離子向鋅極移動，故③錯誤；當有2mol電子轉移時，生成1mol氫氣，所以當有0.5mol電子轉移時，生成0.25mol氫氣，故④正確；銅為正極，H＋在正極發生還原反應，電極反應式為2H＋＋2e－=H2↑，故⑤錯誤；電子從鋅電極經過導線流向銅電極，故⑥錯誤。2．(2024·山東濟南)試驗發覺，298K時，在FeCl3酸性溶液中加少量鋅粒后，Fe3＋馬上被還原成Fe2＋。某夏令營愛好小組依據該試驗事實設計了如圖所示原電池裝置。下列有關說法正確的是(D)A．該原電池的正極反應是Zn－2e－=Zn2＋B．該電池總反應為3Zn＋2Fe3＋=2Fe＋3Zn2＋C．該電池鉑電極上有氣泡出現D．左燒杯中溶液的血紅色漸漸褪去解析：A、該原電池的負極反應是Zn－2e－=Zn2＋，正極反應是Fe3＋＋e－=Fe2＋，選項A錯誤；B、該電池總反應為Zn＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Zn2＋，選項B錯誤；C、鉑電極上的反應為Fe3＋＋e－=Fe2＋，電極上沒有氣泡出現，選項C錯誤；D、左燒杯中反應為Fe3＋＋e－=Fe2＋，溶液的血紅色漸漸褪去，選項D正確。答案選D。3．某同學依據離子反應方程式2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋來設計原電池。下列設計方案中可行的是(B)A．電極材料為Fe和Zn，電解質溶液為FeCl3溶液B．電極材料為Fe和石墨，電解質溶液為Fe(NO3)3溶液C．電極材料為Fe和石墨，電解質溶液為FeCl2溶液D．電極材料為石墨，電解質溶液為FeCl3溶液解析：據反應2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋知，負極發生氧化反應的是Fe－2e－=Fe2＋，因此Fe作負極，正極應是活潑性比Fe弱的金屬或碳棒，電解質溶液應是可溶性鐵鹽，B合適。4．下圖是鋅、銅和稀硫酸形成的原電池，某試驗愛好小組同學做完試驗后，在讀書卡片上記錄如下：eq\x(\a\al(卡片：No.28時間：2015.03.20,試驗后的記錄：,①Zn為正極，Cu為負極,②H＋向負極移動,③電子流淌方向為Zn→Cu,④Cu極有H2產生,⑤若有1mol電子流過導線，則產生的H2為0.5mol,⑥正極反應式：Zn－2e－=Zn2＋))卡片上的描述合理的是(B)A．①②③ B．③④⑤C．①⑤⑥ D．②③④解析：構成原電池的正極是Cu，負極是Zn，故①錯誤；電子從負極Zn流出，流向正極Cu，H＋向正極移動，在Cu上得電子：2H＋＋2e－=H2↑，故②錯誤，③、④正確；此原電池負極上發生的反應是Zn－2e－=Zn2＋，⑥錯誤；總反應方程式：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，當有1mol電子通過時，產生H2為0.5mol。故⑤正確。5．按下圖裝置試驗，若x軸表示負極流出的電子的物質的量，則y軸應表示(D)①c(Ag＋)②c(NOeq\o\al(－,3))③a棒的質量④b棒的質量⑤溶液的質量A．①③ B．③④C．①②④ D．②解析：在這個原電池中，負極：Fe－2e－=Fe2＋，正極：Ag＋＋e－=Ag，使b棒增重，溶液中c(NOeq\o\al(－,3))不變。6．鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關敘述正確的是(C)A．銅電極上發生氧化反應B．電池工作一段時間后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))減小C．電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加D．陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡解析：題中所述鋅銅原電池中，Zn為負極，電極反應式為Zn－2e－=Zn2＋；Cu為正極，電極反應式為Cu2＋＋2e=Cu，發生還原反應。Zn2＋通過陽離子交換膜向正極移動；乙池溶液中消耗的Cu2＋與由甲池遷移過來的Zn2＋的物質的量相同，則乙池溶液質量增加。溶液中的陰離子無法通過陽離子交換膜。故選C。7．Mg－H2O2電池可用于驅動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質溶液，示意圖如下。該電池工作時，下列說法正確的是(C)A．Mg電極是該電池的正極B．H2O2在石墨電極上發生氧化反應C．石墨電極旁邊溶液的pH增大D．溶液中Cl－向正極移動解析：在原電池中活潑金屬做負極，A錯；H2O2具有強氧化性，在反應過程中發生還原反應，B錯；石墨電極為原電池的正極，電極反應式為H2O2＋2e－＋2H＋=2H2O，電極旁邊溶液pH增大，C正確；原電池電解質溶液中陰離子向負極移動，D錯。8．某探究活動小組想利用原電池反應檢測金屬的活動性依次，有甲、乙兩位同學均運用鎂片與鋁片作電極，但甲同學將電極放入6mol·L－1稀H2SO4中，乙同學將電極放入6mol·L－1的NaOH溶液中，如圖所示。(1)寫出甲池中發生的有關電極反應式：負極__Mg－2e－=Mg