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2019-2020年高中化学第四章电化学基础
4.1原电池b测试新人教版选修基础中档稍难原电池工作原理和正负极的判断
1、
2、
39、10原电池工作原理的应用
4、
5、
67、8综合提升1112实验装置部分实验现象a极质量减小,b极质量增加b极有气体产生,c极无变化d极溶解,c极有气体产生电流从a极流向d极由此可判断这四种金属的活动性顺序是 A.abcdB.bcdaC.dabcD.abdc解析由第一个装置可知a极溶解,故a极是负极,可知金属活动性ab;第二个装置依据氧化性、还原性的规律可知金属活动性bc;由第三个装置得金属活动性dc;第四个装置电子从d→a;故金属活动性da答案C4.[xx·威海市模拟]下图为两个原电池装置图,由此判断下列说法错误的是 A.当两电池转移相同电子时,生成和消耗Ni的物质的量相同B.两装置工作时,盐桥中的阴离子向负极移动,阳离子向正极移动C.由此可判断能够发生2Cr3++3Ni===3Ni2++2Cr和Ni2++Sn===Sn2++Ni的反应D.由此可判断Cr、Ni、Sn三种金属的还原性强弱顺序为Cr>Ni>Sn解析根据题给原电池装置可判断左图中Ni作正极,正极反应式为Ni2++2e-===Ni,右图Ni作负极,电极反应式为Ni-2e-===Ni2+,由此可看出当两电池转移相同电子时,生成消耗Ni的物质的量相同,A项正确;盐桥中阴离子移向负极,阳离子移向正极,B项正确;在左图中Cr作负极,Ni作正极,发生反应为2Cr+3Ni2+===3Cr3++3Ni,右图中Ni作负极,Sn作正极,发生反应Ni+Sn2+===Ni2++Sn,由两反应可看出三种金属的还原性Cr>Ni>Sn,故C项错误,D项正确答案C5.向两份等质量的铁粉a、b中分别加入过量的稀硫酸,同时向b中加入少量的CuSO4溶液,下列各图表示的是产生H2的体积V同温同压下测定与时间t的关系,其中正确的是 A BCD解析本题主要考查了原电池知识,意在考查考生挖掘隐含信息的能力和分析图象的能力因为b中有一部分铁粉与硫酸铜反应生成Cu,Fe、Cu和稀硫酸构成原电池,使反应速率加快,反应完成所需的时间缩短,但产生氢气的体积小于a,本题选B答案B6.按下图装置实验,若x轴表示负极流出的电子的物质的量,则y轴应表示
①cAg+
②cNO
③a棒的质量
④b棒的质量
⑤溶液的质量A.
①③B.
③④C.
①②④D.
②解析在这个原电池中,负极Fe-2e-===Fe2+,使a棒质量减少;正极Ag++e-===Ag,使b棒增重,溶液中cNO不变答案D7.[xx·东北三校联考]有关下图装置的说法中正确的是 A.氧化剂与还原剂必须直接接触,才能发生反应B.乙池中电极反应式为NO+4H++e-===NO2↑+2H2OC.当铜棒质量减少
6.4g时,甲池溶液质量增加
6.4gD.当铜棒质量减少
6.4g时,向乙池密封管中通入标准状况下
1.12LO2,将使气体全部溶于水解析氧化剂为浓HNO3,在乙池,还原剂为Cu,在甲池,无须直接接触,A项错误;乙池中NO发生还原反应NO+2H++e-===NO2↑+H2O,B项错误;铜棒质量减少
6.4g,则有
6.4gCu2+进入甲池,同时盐桥中有Cl-进行入甲池,因此甲池溶液增加的质量大于
6.4g,C项错误,铜棒质量减少
6.4g,失去
0.2mol电子,则乙池中产生
0.2molNO2,根据4NO2+O2+2H2O===4HNO3知,气体全部溶于水所需标准状况下O2的体积为
0.2mol××
22.4L·mol-1=
1.12L,D项正确答案D8.[xx·邯郸二模]气体的自动化检测中常应用原电池原理的传感器下图为电池的工作示意图待测气体扩散进入传感器,在敏感电极上发生反应,传感器就会接收到电信号下表列出了待测气体及敏感电极上的部分反应产物下列说法正确的是假设气体流速相同 待测气体部分电极反应产物NO2NOCl2HClCOCO2H2SH2SO4A.上述气体检测时,敏感电极均作电池正极B.检测Cl2气体时,敏感电极上的电极反应式为Cl2+2e-===2Cl-C.检测H2S气体时,对电极充入空气,对电极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-D.检测H2S和CO体积分数相同的两份空气样本时,传感器上产生的电流大小相同解析在检验CO、H2S气体时,敏感电极作负极,A错误;在检验H2S气体时,会生成H2SO4,故电极反应不可能生成OH-,C错误;检验H2S、CO气体时,相同物质的量的CO、H2S转移电子不同,产生的电流大小不同,D错误答案B
9.依据氧化还原反应2Ag+aq+Cus===Cu2+aq+2Ags设计的原电池如图所示请回答下列问题1电极X的材料是________,电解质溶液Y是________2银电极为电池的________极,发生的电极反应为________X电极上发生的电极反应为________3外电路中的电子是从________电极流向________电极解析该原电池的电池总反应为2Ag+aq+Cus===Cu2+aq+2Ags,由此可知X极是铜,作负极,银作正极,Y应是AgNO3溶液电子从电池的负极经导线流向正极,即从铜电极流向银电极答案1CuAgNO3溶液2正Ag++e-===AgCu-2e-===Cu2+3XCuAg10.[xx·北京朝阳期末]钠硫电池作为一种新型储能电池,其应用逐渐得到重视和发展1AlNO33是制备钠硫电池部件的原料之一由于AlNO33容易吸收环境中的水分,需要对其进行定量分析具体步骤如下图所示
①加入试剂a后发生反应的离子方程式为____________________________
②操作b为____________,操作c为__________
③AlNO33待测液中,cAl3+=______mol·L-1用m、V表示2钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠Na2Sx分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷可传导Na+为电解质,其反应原理如下图所示
①根据下表数据,请你判断该电池工作的适宜温度应控制在________范围内填字母序号物质NaSAl2O3熔点/℃
97.81152050沸点/℃
892444.62980a.100℃以下 b.100℃~300℃ c.300℃~350℃ d.350℃~2050℃
②放电时,电极A为__________极
③放电时,内电路中Na+的移动方向为________填“从A到B”或“从B到A”解析1
①由操作流程可知实验原理是AlNO33和氨水反应生成AlOH3,试剂a为氨水,反应的方程式为Al3++3NH3·H2O===AlOH3↓+3NH;
②AlOH3经过滤、洗涤、灼烧后生成Al2O3,冷却后称量,故答案为过滤;洗涤、灼烧或加热、冷却;
③nAl2O3==mol,则n[AlNO33]=2nAl2O3=mol,c[AlNO33]==mol·L-12
①原电池工作时,控制的温度应满足Na、S为熔融状态,则温度应高于115℃而低于
444.6℃,只有c符合,故答案为c;
②放电时,Na被氧化,应为原电池负极;
③阳离子向正极移动,即从A到B答案1
①Al3++3NH3·H2O===AlOH3↓+3NH
②过滤 洗涤、灼烧或加热、冷却
③2
①c
②负
③从A到B11.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生根据实验现象回答下列问题1装置甲中负极的电极反应式是________________________________________________________________________2装置乙中正极的电极反应式是________________________________________________________________________3装置丙中溶液的pH________填“变大”“变小”或“不变”4四种金属活泼性由强到弱的顺序是________解析甲、乙、丙均为原电池装置依据原电池原理,甲中A不断溶解,则A为负极、B为正极,活泼性AB;乙中C极增重,即析出Cu,则B为负极,活泼性BC;丙中A上有气体即H2产生,则A为正极,活泼性DA,随着H+的消耗,pH变大答案1A-2e-===A2+ 2Cu2++2e-===Cu3变大 4DABC12.某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极,但甲同学将电极放入6mol·L-1稀H2SO4中,乙同学将电极放入6mol·L-1的NaOH溶液中,如图所示1写出甲池中发生的有关电极反应式负极________________________________________________,正极______________________________________________2乙池中负极为________正极发生________反应,总反应离子方程式为___________________________________________3如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属,则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”,则甲会判断出________活动性更强,而乙会判断出________活动性更强填写元素符号4由此实验,可得到如下哪些结论?________A.利用原电池反应判断金属活动性顺序应注意选择合适的介质B.镁的金属性不一定比铝的金属性强C.该实验说明金属活动性顺序表已过时,已没有实用价值D.该实验说明化学研究对象复杂,反应条件多变,应具体问题具体分析5上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序表直接判断原电池中正负极”,这种做法________填“可靠”或“不可靠”如不可靠,则请你提出另一个判断原电池正负极可行的实验方案________________解析1甲池中电池总反应方程式为Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑;Mg作负极,电极反应式为Mg-2e-===Mg2+;Al作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑2乙池中电池总反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,所以负极为Al,正极为Mg,正极发生还原反应3甲池中Mg为负极,Al为正极;乙池中Al为负极,Mg为正极,若根据负极材料金属比正极活泼,则甲判断Mg活动性强,乙判断Al活动性强4选A、DMg的金属活动性一定比Al强,金属活动性顺序表是正确的,应用广泛5判断正负极可根据回路中电流方向或电子流向等进行判断,直接利用金属活动性顺序表判断原电池的正负极是不可靠的答案1Mg-2e-===Mg2+ 2H++2e-===H2↑2Al 还原 2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑3Mg Al 4AD5不可靠将两种金属电极连上电流表而构成原电池,利用电流表检测电流的方向,从而判断电子的流动方向,再来确定原电池的正负极。