### 2019年高中化学第四章电化学基础4.1原电池练习知识点解析
#### 原电池基础知识
**原电池定义**: 原电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。通常由两个不同的电极（负极和正极）以及一个电解质溶液组成。
**工作原理**: 在原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，通过这两个半反应的进行，产生电流。电子从负极流向正极，而在电解质溶液中，离子的移动形成闭合电路。
#### 练习题知识点解析
**1. 可用于设计原电池的反应选择**
- **A. H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O**: 这是一个酸碱中和反应，不属于氧化还原反应，因此不能用于设计原电池。
- **B. 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2**: 此反应涉及铁的氧化还原变化，可以设计成原电池。
- **C. Mg3N2 + 6H2O → 3Mg(OH)2↓ + 2NH3↑**: 这是一个水解反应，不是氧化还原反应，因此不适合用于设计原电池。
- **D. NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl↓**: 这是一个复分解反应，并非氧化还原反应，也不适合设计成原电池。
**答案**: B
**2. 关于原电池的说法**
- **A. 外电路中电子由正极流向负极**: 错误，实际上电子是从负极流向正极。
- **B. 在原电池中，只能用金属锌作负极**: 不正确，原电池的负极可以根据反应选择不同材料。
- **C. 原电池工作时，阳离子向正极方向移动**: 正确，阳离子通常向正极移动以保持电荷平衡。
- **D. 原电池工作时，阳离子向负极方向移动**: 错误，阳离子应该向正极移动。
**答案**: C
**3. 图所示原电池的叙述**
- **A. 铜片上发生氧化反应**: 错误，铜片作为正极，发生的是还原反应。
- **B. 取出盐桥后，电流计依然发生偏转**: 错误，盐桥的作用是传递离子以维持电荷平衡，没有盐桥无法形成闭合电路。
- **C. 反应中，盐桥中的K+会移向CuSO4溶液**: 正确，因为K+是阳离子，需要向正极移动以维持电荷平衡。
- **D. 反应前后铜片质量不改变**: 错误，如果铜片参与了反应，则其质量会发生变化。
**答案**: C
**4. 某原电池反应的离子方程式**
- **A. 可以用HNO3作电解质溶液**: 错误，HNO3具有氧化性，不适合用于此反应。
- **B. 可以用锌作原电池正极**: 错误，锌的标准电势较低，通常用作负极。
- **C. 可以用铁作负极，铁的质量不变**: 错误，铁参与反应后质量会减少。
- **D. 可以用铜作原电池正极**: 正确，铜的标准电势较高，可以用作正极。
**答案**: D
**5. 不能用于原电池的反应**
- **A. 2H2 + O2 → 2H2O**: 此反应为氧化还原反应，可以用于设计原电池。
- **B. 2CH3OH + 3O2 → 2CO2 + 4H2O**: 同样，这是一个氧化还原反应，可用于设计原电池。
- **C. Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑**: 此反应也是氧化还原反应，可用于设计原电池。
- **D. NaOH + HCl → NaCl + H2O**: 此反应是非氧化还原反应，不能用于设计原电池。
**答案**: D
**6. 下列叙述正确的是**
- **A. 反应AlCl3 + 4NaOH → NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O可以设计成原电池**: 错误，这不是氧化还原反应，因此不能设计成原电池。
- **B. Zn和稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液能加快产生H2的速率**: 正确，CuSO4中的Cu2+可以催化Zn与H2SO4的反应。
- **C. 把Fe片和Cu片放入稀硫酸中，并用导线把二者相连，观察到Cu片上产生大量气泡，说明Cu与H2SO4能发生反应而Fe被钝化**: 错误，Fe与Cu形成原电池，Cu片上产生的气泡是因为Cu片作为正极发生了还原反应。
- **D. Zn-Cu原电池工作过程中，溶液中H+向负极作定向移动**: 错误，H+应该向正极移动。
**答案**: B
**7. 在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片**
- **A. 正极附近的S浓度逐渐增大**: 错误，S浓度不会发生变化。
- **B. 电子通过导线由铜片流向锌片**: 错误，应该是从锌片流向铜片。
- **C. 正极有O2逸出**: 错误，正极上发生的反应是H+被还原生成H2。
- **D. 铜片上有H2逸出**: 正确，铜片作为正极，H+在此被还原成H2。
**答案**: D
**8. 如图所示的原电池装置**
- **A. 外电路的电流方向为:X→外电路→Y**: 错误，应该是Y→外电路→X。
- **B. 若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为Zn**: 错误，根据电子流向，X为负极，Y为正极。
- **C. 若两电极都是金属，则它们的活动性为X>Y**: 正确，X为负极，Y为正极，说明X的活动性强于Y。
- **D. X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应**: 错误，应该是X极发生氧化反应，Y极发生还原反应。
**答案**: C
**9. 控制合适的条件，将反应2Fe3+ + 2I- → 2Fe2+ + I2设计成原电池**
- **A. 反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应**: 正确，I-失去电子发生氧化反应。
- **B. 反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原**: 正确，Fe3+得到电子被还原。
- **C. 电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态**: 正确，当电流计读数为零时，反应达到了动态平衡状态。
- **D. 电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极**: 错误，加入Fe2+后，Fe3+的浓度降低，乙中石墨电极仍为正极。
**答案**: D
**10. 将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间**
- **A. 两烧杯中铜片表面均无气泡产生**: 错误，甲烧杯中铜片上会产生气泡。
- **B. 甲中铜片是正极，乙中铜片是负极**: 错误，甲中铜片为正极，乙中铜片不参与反应。
- **C. 两烧杯中溶液的pH均增大**: 正确，锌与硫酸反应生成ZnSO4和H2，消耗H+使pH增大。
- **D. 产生气泡的速率甲比乙慢**: 错误，甲烧杯中形成原电池加速了反应速率。
**答案**: C
**11. 下图所示原电池正极的反应式**
- **答案**: Ag++e-→Ag
**12. 酸性锌锰干电池**
- **(1) 正极反应式**: MnO2 + H+ + e- → MnOOH
- **电池反应的离子方程式**: Zn + 2MnO2 + 2H+ → Zn2+ + 2MnOOH
- **(2) 维持电流强度为0.5A，电池工作5分钟，理论上消耗锌的质量**:
- 电流强度I = 0.5 A
- 时间t = 5 min × 60 s/min = 300 s
- 电量Q = It = 0.5 A × 300 s = 150 C
- 通过电量与物质的量的关系：\[Q = n(F)\]，其中\[F = 96500 C·mol^{-1}\]
- 因此，消耗锌的物质的量\[n(Zn) = \frac{Q}{F} = \frac{150 C}{96500 C·mol^{-1}} ≈ 0.00155 mol\]
- 消耗锌的质量\[m(Zn) = n(Zn) × M(Zn) = 0.00155 mol × 65.38 g/mol ≈ 0.101 g\]
这些题目涵盖了原电池的基本概念、工作原理、电极的选择、电解质溶液的选择等多个方面，帮助学生深入理解原电池的工作机制及其应用。
