精修版高中化學 第一章 第3節(jié) 第1課時 原電池的工作原理 化學電源課時作業(yè) 魯科版選修4

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1、 精品資料 第3節(jié)　化學能轉(zhuǎn)化為電能——電池 第1課時 原電池的工作原理 化學電源 一、選擇題（本題包括7小題，每小題6分，共42分） 1. 下列各裝置中，不能構(gòu)成原電池的是（電解質(zhì)都為稀硫酸）( ) A. B. C. D. 答案：D 解析：原電池的構(gòu)成條件：（1）有活潑性不同的兩種材料作為電極材料；（2）兩電極和電解質(zhì)溶液共同構(gòu)成一個閉合電路；（3）必須有能夠自發(fā)的氧化還原反應發(fā)生。D沒有形成閉合回路，故選D。 2. 關于下圖所示的裝置敘述正確的是（?? ） A．裝置A 是

2、電解池，裝置B是原電池??????? B．裝置A 是原電池，裝置B是電解池 C．電子由裝置A中碳棒流向B 裝置中碳棒???? D．工作一段時間后，A 裝置中稀H2SO4溶液質(zhì)量減輕，B裝置中CuCl2溶液質(zhì)量減輕 【答案】B 【解析】依據(jù)電極可推知A是原電池，則B為電解池， A池中Fe為負極，F(xiàn)e溶解，失去電子，電子由A池中Fe流向B 裝置中碳棒，而溶液的質(zhì)量增加。 3.關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

3、鋅片經(jīng)導線流向銅片 D．氫離子在銅片表面被還原 答案：D 解析：從圖中可以看出這是原電池，原電池的電極名稱應說是正、負極，故A錯；而原電池是活潑金屬被消耗，故B錯；負極（Zn）的電子經(jīng)導線流向正極（Cu），故電流方向與電子流向相反，故C錯。 4.下列說法中，正確的是（ ） A.構(gòu)成原電池兩個電極的材料必須是兩種金屬 B.由銅，鋅作電極與硫酸銅溶液組成的原電池中銅是正極 C.電子通過外導線由鋅流向銅，通過硫酸溶液被氫離子得到放氫氣 D.銅、鋅原電池工作時，若有13g鋅溶解，電路中有0.2mol電子通過 答案：B 解析：構(gòu)成原電池電極的材料也可以是碳棒，A錯； 原電池

4、中金屬性弱的做原電池的正極，B正確；電子由鋅流向銅，H+在銅電極上得電子放出氫氣，C錯；銅、鋅原電池工作時，若有13g鋅溶解，電路中有0.4mol電子通過，D錯。 5.關于鉛蓄電池的說法正確的是( ) A．在放電時，正極發(fā)生的反應是 B．在放電時，該電池的負極材料是鉛板 C．在充電時，電池中硫酸的濃度不斷變小 D．在充電時，陽極發(fā)生的反應是 答案：B 解析：鉛蓄電池的放電和充電反應為：，放電過程是原電池原理，充電過程是電解池原理，選B。 6.氧化反應和還原反應分別在兩個電極上自發(fā)進行時，便能構(gòu)成原電池反應，下列氧化還原反應在一定條件下不能構(gòu)成原電池反應的是(　　)

5、 A.2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 B.Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag C.Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O D.2H2＋O2===2H2O 答案：C 解析：A、B、D項所示反應均為氧化還原反應，且氧化劑和還原劑分別屬于不同的物質(zhì)，符合題意.C項雖是氧化還原反應，但氧化劑和還原劑均為Na2S2O3，不合題意。 7. 甲乙兩位同學一起做水果電池的實驗，測得數(shù)據(jù)如下： ? 甲同學提出的問題，乙同學解釋不正確的是 ? 【答案】C 【解析】水果電池的電壓與電極的

6、材料也有很大的關系，C錯。 二、非選擇題（本題包括4個大題，共58分） 8.Zn-MnO2干電池應用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。 （1）該電池的負極材料是　　　　。電池工作時，電子流向　　　?。ㄌ睢罢龢O”或“負極”）。 （2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2+，會加速某電極的腐蝕，其主要原因是　　　　。欲除去Cu2+，最好選用下列試劑中的　　　?。ㄌ畲枺?。 a.NaOH b.Zn　　　　c.Fe d.NH3·H2O (3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應式是 　　　　

7、。若電解電路中通過2mol電子，MnO2的理論產(chǎn)量為　　　　。 答案：（1）Zn（或鋅） 正極 （2）鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕 b （3）2H++2e-→H2 ,87g 解析：（1）負極上是失電子的一極 Zn失電子有負極經(jīng)外電路流向正極。 （2）鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕。除雜的基本要求是不能引入新雜質(zhì)，所以應選Zn將Cu2+ 置換為單質(zhì)而除去。 （3）陰極上得電子，發(fā)生還原反應， H+得電子生成氫氣。因為MnSO4～MnO2～2 e-,通過2mol電子產(chǎn)生1molMnO2，質(zhì)量為87g。 9.燃料電池是使氣體燃料氧化直接產(chǎn)生電流的

8、裝置，燃料電池的研究是本世紀最具挑戰(zhàn)性的課題之一。最近有人制造了一種燃料電池，一個電極通入空氣，另一電極通入丁烷，電池的電解質(zhì)是摻雜了Y2O3(三氧化二釔)的ZrO2(二氧化鋯)晶體，它在高溫下能傳導O2－。試回答下列問題： (1)該電池放電時的化學反應方程式為： ________________________________________________________________________。 (2)該燃料電池的電極反應式為： 正極：13O2＋52e－―→26O2－ 負極：2C4H10＋26O2－－52e－―→8CO2＋10H2O 則固體電解質(zhì)中的O2－向_____

9、___極移動(填“正”或“負”)。 (3)某金屬的相對原子質(zhì)量為52.00，用上述電池電解該金屬的一種含氧酸鹽的酸性水溶液時，陽極每放出3 360 mL(標準狀況)氧氣，陰極析出金屬10.4 g，在該含氧酸鹽中金屬的化合價為________，在該實驗中，若不考慮能量的損失，電池中消耗丁烷的質(zhì)量最少是____________g(結(jié)果精確至0.01 g)。 答案：(1)2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O　(2)負　(3)＋3　1.34 解析：(1)2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O； (2)根據(jù)電極反應式可知氧離子由正極移向負極； (3)設金屬的化合價為x，則

10、根據(jù)得失電子守恒關系可得×4＝x 所以可得x＝3，故此過程中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.6 mol，所以消耗的丁烷的質(zhì)量為1.34 g。 10.新型高能鈉硫電池以熔融的鈉、硫為電極，以導電的陶瓷為固體電解質(zhì)。該電池放電時為原電池，充電時為電解池，反應原理為：2Na＋xSNa2Sx。 (1)放電時Na發(fā)生________反應，S作________極。 (2)充電時Na所在電極與直流電源的________極相連。 (3)放電時負極反應為 ________________________________________________________________________；

11、充電時陽極反應為 ________________________________________________________________________。 (4)用此電池作電源電解飽和NaCl溶液，當陽極產(chǎn)生33.6 L(標準狀況)氣體時，消耗金屬Na的質(zhì)量為______。 答案： (1)氧化　正　(2)負　(3)Na－e－―→Na＋　S－2e－―→xS　(4)69 g 解析：該題考查化學“兩池”(原電池、電解池)的原理及應用，以新的科技成果即新型高能鈉硫電池為背景，要求考生學會應用原電池的原理解釋新問題、新現(xiàn)象。主要考查對知識的應用能力、計算能力、推理能力等。解答本題要仔

12、細審題，尋找突破口——“電池放電時為原電池”，根據(jù)原電池的知識，失電子，發(fā)生氧化反應的電極是負極；得電子，發(fā)生還原反應的電極是正極。(1)Na作負極，S作正極。負極反應為Na－e－―→Na＋；(2)“充電時為電解池”，根據(jù)電解的知識，陽極失電子，發(fā)生氧化反應；陰極得電子，發(fā)生還原反應。因此Na所在的電極是陰極，與直流電源的負極相連，S所在的電極是陽極，與直流電源的正極相連，陽極反應式為 S－2e－―→xS。(4)電解飽和NaCl溶液陽極產(chǎn)生的氣體是Cl2，由2Cl－－2e－―→Cl2，又2Na－2e－―→2Na＋，可列式求得Na的質(zhì)量為69克。 11.依據(jù)氧化還原反應：2Fe3＋(aq)＋

13、Fe(s) ＝ 3Fe2＋(aq)，設計原電池并完成如圖所示實驗。 請回答下列問題： (1)電極X的材料是??????? ???? ；石墨電極為電池的??????????? 極。 (2)B裝置中發(fā)生的電極反應方程式為?????????? ?；（2分）表面皿中溶質(zhì)Na2SO4的作用是 。 (3)銅絲b與濾紙接觸處的現(xiàn)象為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；此處電極反應方程式為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 答案：(1)鐵 正 (2)Fe3＋＋e－＝Fe2＋ 增強溶液的導電性 (3)濾紙變?yōu)榧t色 O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 解析：將2Fe3＋(aq)＋Fe(s) ＝ 3Fe2＋(aq)拆成兩個半反應，氧化反應Fe－2e－＝Fe2＋，還原反應F2e3＋＋2e－＝2Fe2＋，可知負極材料為鐵，則X為鐵，石墨電極為原電池的正極。銅絲a為陽極，b為陰極，活性電極作陽極，陰極水中的H＋放電生成H2和OH－。 ■反思總結(jié)—自我學習評價 □錯題序號xx □錯因分析及對策