2019-2020年蘇教版高中化學選修4《原電池的工作原理》教案.doc
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2019-2020年蘇教版高中化學選修4《原電池的工作原理》教案 一、選擇題 1.有關(guān)原電池下列說法中正確的是( ) A.在外電路中電子由正極流向負極 B.在原電池中,只有金屬鋅作負極 C.原電池工作時,陽離子向正極方向移動 D.原電池工作時,陽離子向負極方向移動 【解析】 在原電池中,電子由負極流向正極,陽離子向正極方向移動,陰離子向負極方向移動。當有比Zn活潑的金屬與Zn組成原電池時,一般Zn作正極。 【答案】 C 2.將鐵片和銀片用導線連接置于同一稀鹽酸中,并經(jīng)過一段時間后,下列各敘述中正確的是( ) A.負極有Cl2逸出,正極有H2逸出 B.負極附近Cl-的濃度減小 C.正極附近Cl-的濃度逐漸增大 D.溶液中Cl-的濃度基本不變 【解析】 Fe為負極:Fe-2e-===Fe2+;Ag為正極;2H++2e-===H2↑,Cl-的濃度基本不變。 【答案】 D 3.某原電池總反應的離子方程式為2Fe3++Fe===3Fe2+,能實現(xiàn)該反應的原電池是( ) A.正極為銅,負極為鐵,電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液 B.正極為銅,負極為鐵,電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)2溶液 C.正極為鐵,負極為鋅,電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3溶液 D.正極為銀,負極為鐵,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液 【解析】 由原電池總反應式:2Fe3++Fe===3Fe2+,可知負極反應為Fe-2e-===Fe2+,正極反應為2Fe3++2e-===2Fe2+,所以只有A項符合要求。 【答案】 A 4.某原電池,將兩金屬X、Y用導線連接,同時插入相應的電解質(zhì)溶液中,發(fā)現(xiàn)Y電極質(zhì)量增加,則可能是下列情況中的( ) A.X是負極,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液 B.X是負極,電解質(zhì)溶液為稀H2SO4溶液 C.X是正極,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液 D.X是正極,電解質(zhì)溶液為稀H2SO4溶液 【解析】 將金屬X、Y用導線連接,同時,插入相應的電解質(zhì)溶液中,構(gòu)成原電池。負極上發(fā)生氧化反應,失去電子,電子經(jīng)外電路流向正極,溶液中的陽離子在正極得電子而被還原,若使Y極質(zhì)量增加,四個選項中,只有A正確;X是負極;Y是正極,電解質(zhì)是CuSO4溶液。 【答案】 A 5.理論上不能設計為原電池的化學反應是(多選)( ) A.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH<0 B.HNO3(aq)+NaOH(aq)===NaNO3(aq)+H2O(l) ΔH<0 C.CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH>0 D.2FeCl3(aq)+Fe(s)===3FeCl2(aq) ΔH<0 【解析】 只有自發(fā)的氧化還原反應才能設計成原電池,故A、D項可以;B項中是復分解反應不可以;C項中ΔH>0為非自發(fā)的氧化還原反應。 【答案】 BC 6.判斷下列裝置,哪些能形成原電池且電流計發(fā)生偏轉(zhuǎn)( ) 【解析】 原電池形成條件是①活潑性不同的金屬(或金屬與非金屬)作電極。②電解質(zhì)溶液。③外電路形成閉合回路,只要符合上述條件均可形成原電池。 要使電流計發(fā)生偏轉(zhuǎn),電子必須由導線流過形成電流。 【答案】 A 7.下列關(guān)于如下圖所示裝置的敘述,正確的是( ) A.銅是陽極,銅片上有氣泡產(chǎn)生 B.銅片質(zhì)量逐漸減少 C.電流從鋅片經(jīng)導線流向銅片 D.氫離子在銅片表面被還原 【解析】 原電池只有正、負極之分,沒有陰、陽極,故A錯誤;鋅比銅活潑,作負極,電極本身溶解,銅作正極,氫離子在銅表面上得到電子被還原為氫氣,銅片質(zhì)量不變,B錯誤;電流應由正極經(jīng)導線流向負極,C錯誤。本題主要考查了原電池的構(gòu)成及基本工作原理。 【答案】 D 8.(xx年上海高考)茫茫黑夜中,航標燈為航海員指明了方向。航標燈的電源必須長效、穩(wěn)定。我國科技工作者研制出以鋁合金、Pt—Fe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中( ) ①鋁合金是陽極 ②鋁合金是負極?、酆K请娊庖骸、茕X合金電極發(fā)生還原反應 A.②③ B.②④ C.①③ D.①④ 【解析】 分析航標燈的電源結(jié)構(gòu),活潑金屬鋁合金作負極,相對不活潑金屬Pt—Fe合金作正極,電解質(zhì)溶液是海水。鋁合金作負極發(fā)生的是氧化反應,故①④錯誤;②③正確。 【答案】 A 9.如下圖所示,將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中,再加入含有適量酚酞和NaCl的瓊脂熱溶液,冷卻后形成瓊膠(離子在瓊膠內(nèi)可以移動)。下列敘述正確的是( ) A.a(chǎn)中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色 B.b中鐵釘上發(fā)生還原反應 C.a(chǎn)中銅絲上發(fā)生氧化反應 D.b中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生 【解析】 本題涉及原電池的有關(guān)知識。當兩種金屬在電解質(zhì)溶液中形成原電池時,一般活潑金屬作負極發(fā)生氧化反應, a中Fe的活動性強于Cu,F(xiàn)e發(fā)生氧化反應,銅絲上發(fā)生吸氧腐蝕,使得周圍顯堿性,酚酞變紅,A、C均錯誤。b中Al的活動性強于Fe,所以Al作負極被氧化成Al3+,無氣體放出,F(xiàn)e作正極,鐵釘上氧氣得電子,發(fā)生還原反應。 【答案】 B 10.以鋅片和銅片為電極,以稀硫酸為電解質(zhì)溶液組成原電池,當導線中通過2 mol電子時,下列說法中正確的是(多選)( ) A.鋅片溶解了1 mol,銅片上析出1 mol氫氣 B.兩極上溶解和析出的物質(zhì)的質(zhì)量相等 C.鋅片溶解了1 g,銅片上析出1 g氫氣 D.鋅片溶解了1 mol,硫酸消耗了1 mol 【解析】 Zn、Cu作電極,以H2SO4為電解質(zhì)溶液的電池反應為 Zn?。2SO4===ZnSO4+H2↑ 2e- 1 mol 1 mol 1 mol 2 mol 65 g 2 g 故通過2 mol電子時,溶解1 mol Zn片,同時銅極產(chǎn)生1 mol H2,消耗1 mol H2SO4。 【答案】 AD 二、非選擇題 11.由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行實驗,根據(jù)實驗現(xiàn)象填表。 裝置 現(xiàn)象 金屬A不 斷溶解 C的質(zhì)量 增加 A上有氣 體產(chǎn)生 正極反應式 四種金屬活動性由強到弱的順序: 【解析】 由原電池的組成條件和反應現(xiàn)象可知電極的活潑性:A>B,B>C,D>A,故D>A>B>C。①中正極為2H++2e-===H2↑;②中正極Cu2++2e-===Cu;③中正極反應為:2H++2e-===H2↑。 【答案】 2H++2e-===H2↑ Cu2++2e-===Cu 2H++2e-===H2↑ D>A>B>C 12.如圖所示的裝置,在盛有水的燒杯中,鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細絲,使之平衡。小心地從燒杯中央滴入CuSO4溶液。 (1)片刻后可觀察到的現(xiàn)象是(指懸吊的金屬圈)________。 A.鐵圈和銀圈左右搖擺不定 B.鐵圈和銀圈仍保持平衡狀態(tài)不變 C.鐵圈向下傾斜,銀圈向上傾斜 D.銀圈向下傾斜,鐵圈向上傾斜 (2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是__________________________________________________。 【解析】 該裝置是一個Fe為負極、Ag為正極、CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液的原電池。 【答案】 (1)D (2)原電池反應Fe+Cu2+===Fe2++Cu,生成的銅附著在銀圈上 13.一個完整的氧化還原反應方程式可以拆分,寫成兩個“半反應式”,一個是“氧化反應”式,一個是“還原反應”式。如2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,可以寫成:氧化反應:Cu-2e-===Cu2+;還原反應:2Fe3++2e-===2Fe2+。 (1)根據(jù)以上信息將反應3NO2+H2O===2H++2NO3-+NO拆分為兩個“半反應式”:氧化反應式_________________________________________________________________; 還原反應式__________________________。 (2)已知某一反應的“半反應式”為CH4+10OH--8e-===CO32-+7H2O;O2+2H2O+4e-===4OH-,則總反應式為____________________________。 【解析】 (1)3NO2+H2O===2HNO3+NO,通過分析化合價變化,發(fā)生氧化反應的為負極反應,發(fā)生還原反應的為正極反應,因此“氧化反應”式為2NO2+2H2O-2e-===2NO3-+4H+,“還原反應”式為NO2+2H++2e-===NO+H2O。 (2)本題已給出了兩個“半反應式”,因此據(jù)氧化還原反應中得失電子數(shù)相等,將二式合并,即得總反應式:CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O。 【答案】 (1)2NO2+2H2O-2e-===2NO3-+4H+ NO2+2H++2e-===NO+H2O (2)CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O 14.(能力PK題)(1)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池,兩電極間連接一個電流計。 鋅片上發(fā)生的電極反應:________________; 銀片上發(fā)生的電極反應:________________。 (2)若該電池中兩電極的總質(zhì)量為60 g,工作一段時間后,取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重,總質(zhì)量為47 g,試計算: ①產(chǎn)生氫氣的體積(標準狀況); ②通過導線的電量。(已知NA=6.021023mol-1,電子電量為1.6010-19C) 【解析】 (1)由鋅片、銀片、稀H2SO4組成的原電池中很顯然鋅片為負極,電極反應式為Zn-2e-===Zn2+;銀片為正極,電極反應式為2H++2e-===H2↑。 (2)兩電極的總質(zhì)量為60 g,工作一段時間后,取出洗凈干燥稱重為47 g,說明鋅片反應掉13 g,根據(jù)總反應式可知消耗的Zn和產(chǎn)生的H2的物質(zhì)的量的比為1∶1。 ①V(H2)=22.4 Lmol-1=4.48 L ②通過導線的總電量=26.021023 mol-11.610-19 C=3.85104 C 【答案】 (1)Zn-2e-===Zn2+ 2H++2e-===H2↑ (2)①4.48 L?、?.85104 C- 配套講稿:
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