原电池是化学能转化为电能的一种装置,广泛应用于日常生活和工业生产中。为了帮助同学们更好地掌握原电池的相关知识,以下整理了一些典型的原电池习题及其解析,适合用于复习与巩固。
一、选择题
1. 下列关于原电池的说法正确的是( )
A. 原电池的负极发生还原反应
B. 原电池的正极是电子流入的一端
C. 原电池工作时,电解质溶液中的离子不参与反应
D. 原电池中,电流的方向是从负极流向正极
答案:B
解析: 在原电池中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应;电流方向是从正极流向负极,而电子则是从负极流向正极。因此,B项正确。
2. 下列物质中,不能构成原电池的是( )
A. 铁片和铜片插入稀硫酸中
B. 锌片和铜片插入硝酸银溶液中
C. 铝片和镁片插入氢氧化钠溶液中
D. 银片和铜片插入浓盐酸中
答案:D
解析: 原电池需要有两块不同金属作为电极,并且在合适的电解质溶液中形成闭合回路。D选项中,银和铜在浓盐酸中无法形成稳定的氧化还原反应,因此不能构成原电池。
3. 在铜锌原电池中,下列说法正确的是( )
A. 锌为正极,铜为负极
B. 电子从铜片流向锌片
C. 溶液中Zn²⁺浓度逐渐增大
D. 溶液中Cu²⁺浓度逐渐减小
答案:C
解析: 在铜锌原电池中,锌为负极,发生氧化反应,生成Zn²⁺;铜为正极,Cu²⁺被还原为Cu。因此,Zn²⁺浓度增加,Cu²⁺浓度减少。电子由锌流向铜,故C正确。
二、填空题
1. 原电池中,电子从______极流出,经过导线进入______极。
答案:负,正
2. 若将铁片和铜片分别放入硫酸铜溶液中,会发生______反应,其中铁片是______极。
答案:置换,负
3. 在原电池中,正极发生的反应是______反应,负极发生的反应是______反应。
答案:还原,氧化
三、简答题
1. 简述原电池的工作原理。
答: 原电池是通过氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。其核心在于两个不同的金属电极(如锌和铜)分别作为负极和正极,浸入电解质溶液中。负极发生氧化反应,释放电子;正极发生还原反应,接受电子。电子通过外电路形成电流,从而产生电能。
2. 为什么原电池中必须使用电解质溶液?
答: 电解质溶液的作用是提供离子通道,使正负离子能够自由移动,维持电荷平衡。同时,它也参与电极反应,促进氧化还原过程的进行。
四、计算题
某原电池中,锌片质量减少了6.5克,求转移的电子数目是多少?(已知Zn的摩尔质量为65g/mol)
解:
Zn → Zn²⁺ + 2e⁻
每mol Zn失去2mol电子。
6.5g Zn = 6.5 / 65 = 0.1 mol
转移的电子数 = 0.1 × 2 × Nₐ = 0.2 × 6.02×10²³ ≈ 1.204×10²³个
答案: 转移的电子数目约为1.204×10²³个。
通过以上习题的练习,可以加深对原电池结构、反应原理以及实际应用的理解。希望同学们在学习过程中不断积累,提升自己的综合能力。