4-1《原电池》时练
双基练习
1．下列变化中，属于原电池反应的是(　　)
A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化
C．红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层
D．铁与稀H2SO4反应时，加入少量CuSO4溶液时，可使反应加速
解析：A中Al在空气中的氧气直接发生氧化反应；B中的白铁中含Zn，Zn比Fe活泼，在构成原电池时Zn作负极，失去电子，阻止Fe进一步被氧化；C只是铁与H2O发生，直接生成Fe3O4，不属于原电池反应；D中Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4，析出的Cu覆盖于Fe的表面，相互接触，构成原电池，故B、D均属于原电池反应。
答案：BD
2．100 L浓度为2 ol/L的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是(　　)
A．加入适量的6 ol/L的盐酸
B．加入数滴氯化铜溶液
C．加入适量的蒸馏水
D．加入适量的氯化钠溶液
解析：增大氢离子浓度能加快反应速率，但由于是跟过量的锌片反应，所以再加入适量的6 ol/L的盐酸会影响生成氢气的量，故A错误；加入数滴氯化铜溶液，锌置换出铜以后，就会构成原电池，从而加快反应速率，故B正确；加入适量蒸馏水或加入适量的氯化钠溶液都会减小氢离子浓度，从而减慢了反应速率。
答案：B
3．把金属放入盐N(NO3)2溶液中，发生如下反应，＋N2＋===2＋＋N，以下叙述正确的是(　　)
A．常温下金属和N可跟水反应
B．和N用导线连接放入稀H2SO4中，一定能构成原电池，且N极上有H2放出
C．和N用导线连接并平行放入N(NO3)2溶液中，一定能构成原电池
D．由和N构成的原电池，一定是负极，且N极上一定产生H2
解析：A项，可以从N(NO3)2溶液中置换出N，说明常温下和N都不与水反应；B项，比N活泼但不一定能置换出酸中的H＋；C项，由于可以发生反应：＋N2＋===2＋＋N，因此能构成原电池；D项，和N构成的原电池，不一定是负极，也不一定能产生H2，还需考虑溶液的成分，如Fe、Cu放入浓硝酸中，Fe作正极。
答案：C

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4．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥初凝时间。此方法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag，下列有关说法正确的是(　　)
A．普通水泥的主要成分是2CaO•SiO2,3CaO•SiO2和3CaO•Al2O3
B．测量原理示意图中，Ag2O为负极
C．正极的电极反应为：2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O
D．电池工作时，OH－向正极移动
解析：普通水泥的成分是硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙，A正确；在总反应中Ag2O作氧化剂，氧化剂在原电池中作正极，B错；原电池的正极得电子，C错；电池工作时电子由负极通过外电路流向正极，由电荷守恒可知，带负电荷的阴离子应该流向负极，D错。
答案：A
5．下列烧杯中盛放的都是稀H2SO4，在Cu电极上产生大量气泡的是(　　)

A．　　　B．　　　C．　　D.
解析：B、C中铜、银均不能跟稀H2SO4反应，而D没有形成原电池，只有A中Cu为正极，溶液中H＋在该电极上发生还原反应产生H2。
答案：A

6．在如图所示的装置中，a为金属(在金属活动顺序表中排在H前)，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极流到b极
D．a极上发生了氧化反应
解析：a比H活泼作负极发生氧化反应。
答案：B
7．将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸。同时向a中加入少量CuSO4溶液。图中产生H2的体积V L与时间t in的关系正确的是(　　)

　A．　　　　　　　B.

　　C．　　 　　　D.
解析：由于发生Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu。发生的Cu附着在Zn上，与H2SO4溶液构成Cu－Zn/H2SO4原电池，反应速率加快，但由于Zn与CuSO4反应消耗了Zn，使产生H2的体积减少，图A中a反应速率大，产生的氢气少。
答案：A
8．将铜片和银片用导线连接插入硝酸银溶液中，当线路中有0.2 ol的电子发生转移时，负极质量的变化是(　　)
A．增加6.4 g　　　　　　B．增加2.16 g
C．减轻6.4 g D．减轻2.16 g
解析：构成的原电池中负极是单质铜失去电子变成铜离子进入溶液，每摩尔铜失去2摩尔电子，所以负极有0.1 ol铜失去电子变成Cu2＋进入溶液，质量减轻6.4 g。
答案：C
9．把A、B、C、D四块金属泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池，若A、B相连时，A为负极；C、D相连时，D上有气泡逸出；A、C相连时，A极减轻；B、D相连时，B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为(　　) w .x k b 1
A．A＞B＞C＞D B．A＞C＞B＞D
C．A＞C＞D＞B D．B＞D＞C＞A
解析：组成原电池时，相对活泼的金属失去电子作负极，相对不活泼的金属作正极，负极被氧化质量减轻，正极上发生还原反应，有气泡逸出，由题意得活泼性A＞B，A＞C，C＞D，D＞B。故A＞C＞D＞B。
答案：C

原材料名：铁粉、水、活性炭、蛭石、食盐
10．(2011•东德州高二检测)2010年1月，持续的低温大雪使我国北方地区的“暖宝宝”成为紧俏商品。暖宝宝(如图所示)采用的是铁的“氧化放热”原理，使其发生原电池反应，铁粉在原电池中充当(　　)
A．负极 B．正极
C．阴极 D．阳极
解析：铁——活性炭——食盐构成的原电池中，铁作负极。
答案：A
? 能力提升
11．称取三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上塞子，定时测定生成氢气的体积。甲加入50 L pH＝3的盐酸，乙加入50 L pH＝3的醋酸，丙加入50 L pH＝3的醋酸及少量胆矾粉末。若反应终了，生成氢气的体积一样多，且没有剩余的锌。请用“＞”“＝”或“＜”回答下列各题。
(1)开始时，反应速率的大小为__________。
(2)三支试管中参加反应的锌的质量为__________。
(3)反应终了，所需时间为__________。
(4)在反应过程中，乙、丙速率不同的理由是(简要说明)__________。
解析：三支试管产生H2的实质是：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，开始c(H＋)相等，故开始时反应速率：甲＝乙＝丙；产生H2的体积相等，则与酸反应消耗的Zn的质量相等，但丙同时发生了反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。故参加反应的Zn的质量：甲＝乙＜丙；对于乙：CH3COOH??CH3COO－＋H＋，随着c(H＋)的减少，电离平衡向右移动，因此反应过程中c(H＋)乙＞c(H＋)甲，乙的反应速率大于甲；对于丙，因形成Zn－Cu原电池，使反应速率加快，故反应终了，所需时间：甲＞乙＞丙。
答案：(1)甲＝乙＝丙　(2)甲＝乙＜丙　(3)甲＞乙＞丙
(4)因丙形成原电池，加快了反应速率。

12．如上图所示的装置，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)片刻后可观察到的观察是(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__________。w
解析：此题表面上与原电池无关，需要我们透过表面现象，抓住本质，只要能分析出由铁、银、硫酸铜溶液能构成原电池，题目就迎刃而解。
答案：(1)D
(2)形成原电池，铁作负极，溶解：Fe－2e－===Fe2＋，质量减轻。银作正极，电极上析出铜：Cu2＋＋2e－===Cu，质量增加
13．根据下式所示的设计一个原电池：
Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag
(1)装置可采用烧杯和盐桥，画出此原电池的装置简图。
(2)注明原电池的正极和负极。
(3)注明外电路中电子的流向。
(4)写出两个电极上的电极反应。
解析：首先将已知的反应拆成两个半反应：Cu－2e－===Cu2＋，2Ag＋＋2e－===2Ag，然后结合原电池的电极反应特点分析可知，该电池的负极应该用Cu作材料，正极材料为Ag。原电池由两个半电池组成，铜和铜盐溶液组成铜半电池，银和银盐溶液组成银半电池，中间通过盐桥连接起。
答案：(1)(2)(3)如图所示

(4)负极：Cu－2e－===Cu2＋　正极：2Ag＋＋2e－===2Ag
14．一个完整的氧化还原反应可以拆写成两个“半反应”，一个是氧化反应，一个是还原反应。如Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu的拆写结果是：氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋，还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu，总反应是两个“半反应式”的加和。
(1)请据此将反应3NO2＋H2O===2H＋＋2NO－3＋NO拆写为两个“半反应”。
氧化反应为__________________________；还原反应为__________________________。
(2)请将离子反应nO2＋4H＋＋2Cl－===n2＋＋Cl2↑＋2H2O拆写为两个“半反应”。
氧化反应：__________________________；还原反应为__________________________。
解析：(1)根据题目提供的信息，还原剂失去电子作负极，发生氧化反应，氧化剂得到电子作正极发生还原反应，反应式为：
氧化反应：2NO2＋2H2O－2e－===2NO－3＋4H＋。
还原反应：NO2＋2H＋＋2e－===NO＋H2O。
(2)同理可得：氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑。
还原反应：nO2＋4H＋＋2e－===n2＋＋2H2O。
答案：(1)2NO2＋2H2O－2e－===2NO－3＋4H＋。
NO2＋2H＋＋2e－===NO＋H2O。
(2)2Cl－－2e－===Cl2↑。
nO2＋4H＋＋2e－===n2＋＋2H2O。

15．已知反应AsO3－4＋2I－＋2H＋??AsO3－3＋I2＋H2O是可逆反应。设计如图装置(盐桥中的阴、阳离子可以自由移动，盐桥在原电池中不参与反应，只起导体作用)，进行下述操作：(Ⅰ)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安培表指针偏转：(Ⅱ)若改往(B)烧杯中滴加40%NaOH溶液，发现微安培表指针向前述相反方向偏转。
(1)两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反？试用电极反应和化学平衡移动的原理解释此现象。________________________。
(2)(Ⅰ)操作过程中C1棒上发生的电极反应为________。
(3)(Ⅱ)操作过程中C2棒上发生的电极反应为________。
解析：(1)B中加盐酸，AsO3－4发生还原反应；当加入NaOH后，AsO3－3发生氧化反应；(2)2I－－2e－===I2；(3)AsO3－3－2e－＋H2O===AsO3－4＋2H＋。
答案：(1)B中反应为AsO3－3－2e－＋H2O??AsO3－4＋2H＋，加盐酸，化学平衡左移，AsO3－4发生还原反应；加入NaOH后，化学平衡右移，AsO3－3发生氧化反应　(2)2I－－2e－===I2　(3)AsO3－3－2e－＋H2O===AsO3－4＋2H＋


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