高中苏教版 (2019)第二单元 化学能与电能的转化课后测评

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基础过关练
题组一 原电池的形成条件
1.选用稀H2SO4、Fe2(SO4)3溶液、铁棒、铜棒、铂棒,组成下图所示的原电池装置(只有两个电极),观察到电流计的指针均明显偏转,则其可能的组合共有( )
A.6种 B.5种 C.4种 D.3种
2.(经典题)(2024广东湛江期中)下列装置能产生电流的是( )
A. B.
C. D.
题组二 原电池的工作原理
3.(经典题)(2023河北石家庄实验中学月考)用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U形管)构成一个原电池。
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极
②正极反应为:Ag++e- Ag
③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
⑤盐桥中的K+移向Cu(NO3)2溶液
⑥电子的移动方向:Cu极-导线-Ag电极-AgNO3溶液-盐桥-Cu(NO3)2溶液
上述①~⑥中正确的有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
4.(2024河北石家庄第一中学月考)在如图装置中,观察到图1装置中铜电极上产生大量无色气泡,而图2装置中铜电极上无气泡产生,铬电极上产生大量有色气泡。下列叙述不正确的是( )

A.图1装置中Cu电极上电极反应式是2H++2e- H2↑
B.图2装置中Cu电极上发生的电极反应为Cu-2e- Cu2+
C.图2装置中Cr电极上电极反应式为NO3-+e-+2H+ NO2↑+H2O
D.两个装置中,电子均由Cr电极经导线流向Cu电极
5.原电池的电极反应不仅与电极材料的性质有关,还与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是( )
A.由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池,其负极反应式为Al-3e- Al3+
B.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为Al-3e-+4OH- AlO2-+2H2O
C.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为Cu-2e- Cu2+
D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为Cu-2e- Cu2+
6.(2023河北沧州部分学校联考)某科学家将吸有食盐水的湿抹布夹在银板和锌板的圆形板中间,堆积成圆柱状,制造出最早的电池——伏打电池。下列叙述正确的是( )
A.该电池中电子由银极经导线流向锌极
B.银极上消耗2.24 L(标准状况下)氧气时,转移0.4 ml电子
C.若用稀硫酸替代食盐水,则在正极放电的物质不变
D.该电池负极的电极反应式为Zn+2OH-+2e- Zn(OH)2
题组三 原电池原理的应用
7.(2024河北衡水第二中学学科素养评估)某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,部分实验结果记录如下:
根据上表中记录的实验现象,推断下列说法不正确的是( )
A.实验1中Al为电池的负极,发生还原反应
B.实验2中H+在Cu极上得电子,电流表的指针偏向Cu
C.实验3中的Al电极反应式为Al-3e-+4OH- AlO2-+2H2O
D.通过以上实验说明原电池的正负电极不仅与电极的性质有关,而且与电解质溶液有关
8.(经典题)现有A、B、C、D和Fe五种金属片,将其分别用导线连接后浸入稀硫酸中(如图),每次实验时,通过灵敏电流计测出电子流动方向如下。
根据上述情况,回答下列问题:
(1)上述五种金属的活动性顺序: 。
(2)在①中,Fe片上观察到的现象是 。
(3)在②中,溶液中H+向金属片 (填“C”或“D”)移动。
(4)如果实验⑤用B、D,则导线中电流方向为 (填“B→D”或“D→B”)。
(5)已知反应:Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+。请用下列试剂和材料,用上图所示装置,将此反应设计成原电池。
试剂:CuCl2溶液、FeCl3溶液、FeCl2溶液、KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、双氧水、NaOH溶液。
材料:Cu片、Fe片、石墨棒。
设计原电池应选用的试剂和材料是 。
答案与分层梯度式解析
第二单元 化学能与电能的转化
第1课时 原电池的工作原理
基础过关练
1.B 符合条件的原电池组合有:①铁棒、铜棒、稀H2SO4;②铁棒、铜棒、Fe2(SO4)3溶液;③铁棒、铂棒、稀H2SO4;④铁棒、铂棒、Fe2(SO4)3溶液;⑤铜棒、铂棒、Fe2(SO4)3溶液。
2.D A项,未构成闭合回路,错误;B项,无自发进行的氧化还原反应,错误;C项,乙醇不是电解质,不能导电,错误;D项,有活泼性不同的电极,有电解质溶液,形成闭合回路,形成原电池,能产生电流,正确。
方法点拨 原电池的判定方法
一看反应原理(能否自发地进行氧化还原反应);二看构成条件(两极一液成回路:两个活泼性不同的电极,插入电解质溶液中,装置形成闭合回路)。
3.C 金属活动性:Cu>Ag,故在该原电池中Cu为负极,Ag为正极。在外电路中电流由正极流向负极,①错误;正极上得电子发生还原反应,电极反应式为Ag++e- Ag,②正确;取出盐桥,则不能形成闭合回路,原电池不能继续工作,③错误;负极:Cu-2e- Cu2+,正极:Ag++e- Ag,故总反应为Cu+2Ag+ Cu2++2Ag,铜片与AgNO3反应的离子方程式为Cu+2Ag+ Cu2++2Ag,与原电池总反应相同,④正确;盐桥中的K+向正极区移动,即K+向AgNO3溶液移动,⑤错误;电子不能进入电解质溶液,⑥错误;选C。
知识拓展 盐桥作用:离子通道,形成闭合回路。避免电极与电解质溶液直接反应。
4.D 图1装置中铜电极上产生大量的无色气泡,说明铬为负极,铜为正极,正极上析出H2,电极反应式是2H++2e- H2↑,A项正确;图2装置中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量有色气泡,说明铜被氧化,应为负极,电极反应式为Cu-2e- Cu2+,B项正确;图2装置中铬电极上产生大量有色气泡,说明正极为硝酸被还原生成NO2,电极反应式为NO3-+e-+2H+ NO2↑+H2O,C项正确;图1中电子由Cr电极经导线流向Cu电极,图2中电子由Cu电极经导线流向Cr电极,D项错误。
5.C A项,铝是负极,负极反应式为Al-3e- Al3+,正确;B项,铝和NaOH溶液反应,铝是负极,负极反应式为Al-3e-+4OH- AlO2-+2H2O,正确;C项,铁是负极,负极反应式为Fe-2e- Fe2+,错误;D项,铝在浓硝酸中钝化,因此铜是负极,负极反应式为Cu-2e- Cu2+,正确。
6.B 锌比银活泼,锌极是电池的负极,银极是电池的正极,电子由负极流向正极,A错误;银是电池的正极,电极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-,银极上消耗2.24 L(标准状况下)氧气时,消耗氧气的物质的量为0.1 ml,转移0.4 ml电子,B正确;若用稀硫酸替代食盐水,银是电池的正极,电极反应为2H++2e- 2H2↑,C错误;锌是电池的负极,在负极Zn失电子,D错误。
总结归纳 原电池的工作原理
7.A Mg和Al作两极,稀硫酸作电解质溶液,镁的活泼性比铝强,镁作负极,发生氧化反应,铝作正极,在正极上H+得到电子发生还原反应,A项错误;电流表指针偏向正极,Cu和Al作两极,稀硫酸作电解质溶液,铝比铜活泼,铝作负极,铜作正极,电流表指针偏向铜,B项正确;Mg和Al作两极,NaOH溶液作电解质溶液,Al能自发和NaOH溶液发生氧化还原反应,所以铝作负极,失去电子生成AlO2-,电极反应式为Al-3e-+4OH- AlO2-+2H2O,C项正确;通过实验1和实验2比较可知,原电池的正负电极与电极的性质有关,通过实验1和实验3比较可知,原电池的正负电极与电解质溶液也有关解题技法,D项正确。
8.答案 (1)D>C>A>Fe>B (2)有无色气泡生成 (3)C (4)B→D (5)FeCl3溶液、Cu片、石墨棒
解析 (1)原电池工作时,电子从负极经外电路流向正极,以稀硫酸为电解质溶液时较活泼的金属作负极,由电子流向可知金属活动性:A> Fe、D>C、C>A、Fe>B,则金属活动性:D>C>A>Fe>B。
(2)在①中,Fe为正极,氢离子得电子生成氢气,可观察到Fe片上有无色气泡生成。
(3)在②中,溶液中H+向正极移动,即向C移动。
(4)如果实验⑤用B、D,因活泼性B(5)根据反应Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+设计原电池,Cu被氧化,应为负极,正极可为石墨棒,电解质溶液为氯化铁溶液。
编号
电极材料
电解质溶液
电流表指针偏转方向
1
Mg、Al
稀硫酸
偏向Al
2
Cu、Al
稀硫酸
……
3
Mg、Al
NaOH溶液
偏向Mg
实验分组
所用金属
电子流向
①
A、Fe
A→Fe
②
C、D
D→C
③
A、C
C→A
④
B、Fe
Fe→B
⑤
……
……