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高二化学原电池工作原理考试卷  

2012-04-07 08:56:50|  分类: 【高二试题】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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高二化学原电池工作原理考试卷             

 

(45分钟 100分)
(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)
1.如图所示的装置能够组成原电池产生电流的是
 
解析: 构成原电池的条件:(1)有活泼性不同的两个电极;(2)电解质溶液;(3)形成闭合回路;(4)能发生自发的氧化还原反应。依据构成原电池的条件A中两电极相同,C中没有构成闭合回路。D中酒精是非电解质,只有B符合条件。
答案: B
2.下列叙述正确的是(  )
①原电池是把化学能转化成电能的一种装置 ②原电池的正极发生氧化反应,负极发生还原反应 ③不能自发进行的氧化还原反应,通过原电池的装置均可实现 ④碳棒不能用来作原电池的正极 ⑤反应Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+,能以原电池的形式来实现
A.①⑤  B.①④⑤
C.②③④   D.②⑤
解析: 原电池反应必须是能够自发进行的氧化还原反应,在原电池的正极发生还原反应,负极发生氧化反应,碳棒可作原电池的正极。
答案: A
3.以锌棒、铁棒、硫酸铜溶液组成原电池,正极上发生的反应为(  )
A.Fe―→Fe2++2e-   B.Cu2++2e-―→Cu
C.Fe―→Fe3++3e-   D.Zn―→Zn2++2e-
解析: 该原电池中,锌棒为负极,发生电极反应为Zn―→Zn2++2e-;铁棒为正极,其电极反应为Cu2++2e-―→Cu。
答案: B
4.可以将反应Zn+Br2===ZnBr2组成原电池。有下列四个电极反应:
①Br2+2e-―→2Br-;②2Br-―→Br2+2e-;
③Zn―→Zn2++2e-;④Zn2++2e-―→Zn。
负极和正极的反应式分别为(  )
A.②③   B.②①
C.③①   D.④①
解析: Zn+Br2===ZnBr2组成原电池,负极反应:Zn―→2e-+Zn2+,正极反应:Br2+2e-―→2Br-。
答案: C
5.(2011?泉州高二质检)在如图所示的装置中,a的金属活泼性比氢要强,b为碳棒,关于此装置的各种叙述不正确的是(  )
A.碳棒上有气体放出,溶液pH变大
B.a是正极,b是负极
C.导线中有电子流动,电子从a极流向b极
D.a极上发生了氧化反应
解析: 本题考查原电池基本知识,难度不大,但概念容易混淆。没有扎实的基础知识容易搞错,显然,电极a、b与电解质溶液稀H2SO4组成原电池。因活泼性a>b(碳棒),所以a为电池的负极,b为正极。电极反应式:
a(负)极:a-ne-===an+(氧化反应)
b(正)极:nH++ne-===n2H2(还原反应)
由于正极放电消耗H+,溶液中[H+]减小,pH增大,在外电路中,电子由a极流出经电流计A流向b极。
答案: B
6.(2011?吴忠高二质检)关于如图所示的原电池,下列说法正确的是(  )
 
A.电子从铜电极通过检流计流向锌电极
B.盐桥中的阳离子向硫酸铜溶液中迁移
C.锌电极发生还原反应,铜电极发生氧化反应
D.铜电极上发生的电极反应是2H++2e-―→H2↑
解析: 此原电池中锌为负极,铜为正极,原电池中,电子从负极流向正极,A项错误;原电池中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,B项正确;原电池负极失电子,发生氧化反应,正极得电子,发生还原反应,C项错误;铜电极上的电极反应为:Cu2++2e-―→Cu。
答案: B
7.如图所示的原电池装置,X、Y为两个电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,对此装置的下列说法正确的是(  )
A.外电路的电流方向为:X→外电路→Y
B.若两个电极分别为Zn和碳棒,则X为碳棒,Y为Zn
C.若两电极都是金属,则它们的活动性为X>Y
D.X极上发生的是还原反应,Y极上发生的是氧化反应
解析: 由图可知电子的流动方向是X→外电路→Y,则电流的方向应该为Y→外电路→X;X为原电池的负极,Y为正极,X的活动性比Y强;X极发生氧化反应,Y极发生还原反应。
答案: C
8.(2011?延安高二质检)下列关于实验现象的描述不正确的是(  )
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡
B.用锌片作负极,铜片作正极,在CuSO4溶液中,铜片质量增加
C.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁
D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快
解析: 铜片和铁片紧靠并浸入稀H2SO4中,铜片上的H+获得由铁片传导过来的电子2H++2e-===H2↑,所以可观察到铜片表面出现气泡;锌片作负极,铜片作正极,发生反应Zn+Cu2+===Zn2++Cu,生成的Cu在铜片上析出使其质量增加;铜片插入FeCl3溶液,发生的反应是Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,并没有单质铁的析出;向盛有锌粒和盐酸的试管中,滴入几滴CuCl2溶液,发生反应Zn+Cu2+===Zn2++Cu,置换出的Cu与剩余的Zn接触,置于盐酸中,构成了原电池,加速2H++2e-===H2↑反应,可观察到气泡放出速率加快。
答案: C
9.将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是(  )
 
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C.两烧杯中溶液的pH均增大 D.产生气泡的速度甲比乙慢
解析: 由题目中所给图示可知,甲中形成闭合回路,符合形成原电池的条件。其中铜的活泼性不如锌强,故铜作正极,发生电极反应为:2H++2e-―→H2↑;乙不能构成闭合回路,不能形成原电池,只在锌片上发生反应:Zn+2H+===Zn2++H2↑,由于两者都消耗H+,故溶液的pH都增大。由于原电池的形成,故甲的反应速率比乙快。
答案: C
10.(2011?清远高二质检)下图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池,某实验兴趣小组同学做完实验后,在读书卡片上记录如下:
序号:28 时间:2010.11.5实验后的记录:①Zn为正极,Cu为负极②H+向负极移动③电子流动方向为Zn→Cu④Cu极有H2产生⑤若有1 mol电子流过导线,则产生的H2为0.5 mol⑥正极反应式:Zn―→Zn2++2e-
卡片上的描述合理的是(  )
A.①②③   B.③④⑤
C.①⑤⑥   D.②③④
解析: 构成原电池的正极是Cu,负极是Zn,故①错误;电子从负极Zn流出,流向正极Cu,H+向正极移动,在Cu上得电子:2H++2e-―→H2↑,故②错误、③、④正确;此原电池负极上发生的反应是Zn―→Zn2++2e-,⑥错误;总反应方程式:Zn+2H+===Zn2++H2↑,当有1 mol e-通过时,产生H2为0.5 mol,故⑤正确。
答案: B
二、非选择题(本题包括4小题,共50分)
11.(12分)根据如图所示的装置回答下列问题:
(1)铁片与铜片不用导线连接,有何现象发生?写出反应的化学方程式。
(2)用导线把金属片连接起来,现象有什么不同?用最恰当的化学方程式表示发生的反应。
解析: 第(1)种情况,铜片不起作用,铁与H+反应,但速率较小。铁片越纯,表面越光滑,反应速率越小。第(2)种情况,用导线连接后构成了原电池,正极产生氢气,所以气泡从铜片表面逸出。原电池的形成使电子得以顺利转移,且H+在Cu表面得到电子并以H2逸出。这比铁表面容易得多,所以反应速率增大,氢气逸出速率增大,铁的溶解速率也增大。
答案: (1)铁片与铜片不用导线连接,则铁片表面有气泡产生但速率较慢。Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑。
(2)用导线连接后现象不同:①气泡不从铁片表面而是从铜片表面逸出;②产生氢气的速率明显加大。电极反应式:
负极:Fe―→Fe2++2e-。
正极:2H++2e-―→H2↑。
12.(10分)如图所示的装置,在盛有水的烧杯中,铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝,使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液。
(1)片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)______。
A.铁圈和银圈左右摇摆不定 B.铁圈和银圈仍保持平衡状态不变
C.铁圈向下倾斜,银圈向上倾斜 D.银圈向下倾斜,铁圈向上倾斜
(2)产生上述现象的原因是____________________________________________
_________________________________________________________。
解析: 该装置是一个Fe为负极、Ag为正极、CuSO4溶液为电解质溶液的原电池。
答案: (1)D (2)原电池反应Fe+Cu2+===Fe2++Cu,生成的铜附着在银圈上,银圈质量增大,铁圈质量减小
13.(10分)将洁净的金属片A、B、C、D分别放置在浸有食盐溶液的滤纸上面并压紧(如右图所示),在每次实验时,记录电压表指针的移动方向和电压表的读数如下:
金属 电流方向 电压/V
A Cu―→A +0.78
B B―→Cu -0.15
C Cu―→C +1.35
D Cu―→D +0.30
已知:构成两电极的金属活动性相差越大,电压表读数越大。
请依据表中数据判断:
(1)________金属可能是最强的还原剂;
(2)________金属一定不能从硫酸铜溶液中置换出铜。
解析: (1)两极金属活动性相差越大,电压表读数越大,表中四个原电池,电压数值绝对值C最大,且C中电子流动方向由C―→Cu,故C的还原性最强。
(2)B中电压为负值,证明电流方向应Cu←B,构成原电池后,Cu做负极。故B不会与CuSO4发生置换反应。
答案: (1)C (2)B

14.(18分)(2011?阳江高二质检)(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反____________________________________________;
银片上发生的电极反应:____________________________________________。
(2)若该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47 g,试计算:
①产生氢气的体积(标准状况);
②通过导线的电量。(已知NA=6.02×1023mol-1,电子电量为1.60×10-19C)
解析: (1)由锌片、银片、稀硫酸组成的原电池中,锌片作负极,其电极反应式为Zn―→Zn2++2e-;银片作正极,其电极反应式为2H++2e-―→H2↑。电池总反应式为Zn+2H+===Zn2++H2↑。
(2)根据电极反应式找出已知量与电量之间的定量关系进行计算。①锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量,设产生的氢气体积为x。
Zn +2H+ === Zn2++ H2↑
65 g                22.4 L
60 g-47 g=13 g      x
x=13 g×22.4 L65 g=4.48 L
②反应消耗的锌为13 g65 g?mol-1=0.20 mol
1 mol Zn变为Zn2+时,转移2 mol e-,则0.20 mol Zn变为Zn2+时,通过的电量为0.20 mol×2×6.02×1023mol-1×1.6×10-19C=3.9×104C。
答案: (1)Zn―→Zn2++2e- 2H++2e-―→H2↑
(2)①4.48 L ②3.9×104C


 

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