探究原電池及其工作原理-北京習(xí)題集-教師版

1、探究原電池及其工作原理（北京習(xí)題集）（教師版）一.填空題二.實(shí)驗(yàn)題（共2小題）（2018秋西城區(qū)校級(jí)期中）實(shí)驗(yàn)小組探究鋁片做電極材料時(shí)的原電池反響，設(shè)計(jì)下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄?！緦?shí)驗(yàn)1】裝置裝置裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象左側(cè)裝置電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，燈泡亮裝置右側(cè)裝置電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，鎂條、鋁條外表產(chǎn)生無(wú)色氣泡（1（1）實(shí)驗(yàn)1中，電解質(zhì)溶液為鹽酸，鎂條做原電池的極。【實(shí)驗(yàn)2】將實(shí)驗(yàn)1中的電解質(zhì)溶液換為NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2o（2）該小組同學(xué)認(rèn)為，此時(shí)原電池的總反響為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 t ,據(jù)此推測(cè)應(yīng)該出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為實(shí)驗(yàn)2實(shí)際獲得的現(xiàn)象如下:裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象裝置i.電流計(jì)指

2、針迅速向右偏轉(zhuǎn)，鎂條外表無(wú)氣泡，鋁條外表有氣泡ii.電流計(jì)指針逐漸向零刻度恢復(fù)，經(jīng)零刻度后繼續(xù)向左偏轉(zhuǎn)。鎂條外表開(kāi)始時(shí)無(wú)明顯現(xiàn)象，一段時(shí)間后有少量氣泡逸出，鋁條外表持續(xù)有氣泡逸出i中鋁條外表放電的物質(zhì)是溶解在溶液中的02,那么該電極反響式為ii中“電流計(jì)指針逐漸向零刻度恢復(fù)”的原因是【實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4】為了排除Mg條的干擾，同學(xué)們重新設(shè)計(jì)裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4,獲得的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下:編號(hào)實(shí)驗(yàn)3裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。鋁條外表有氣泡逸出，銅片沒(méi)有編號(hào)實(shí)驗(yàn)3裝置明顯現(xiàn)象；約10分鐘后，銅片外表有少量氣泡產(chǎn)生，鋁條外表氣泡略有減少。道：開(kāi)始時(shí)銅片外表得電子的物質(zhì)是02,銅片外表有少量氣泡產(chǎn)生

3、，產(chǎn)生的氣泡為H2,銅片外表開(kāi)始產(chǎn)生氣泡 的時(shí)間長(zhǎng)短與溶液中溶解氧的多少有關(guān)，溶解的氧氣多，那么銅片外表開(kāi)始產(chǎn)生氣泡的時(shí)間長(zhǎng)，應(yīng)選ABC；（道：開(kāi)始時(shí)銅片外表得電子的物質(zhì)是02,銅片外表有少量氣泡產(chǎn)生，產(chǎn)生的氣泡為H2,銅片外表開(kāi)始產(chǎn)生氣泡 的時(shí)間長(zhǎng)短與溶液中溶解氧的多少有關(guān)，溶解的氧氣多，那么銅片外表開(kāi)始產(chǎn)生氣泡的時(shí)間長(zhǎng)，應(yīng)選ABC；（6）鋁片做電極材料時(shí)的原電池反響受多種因素的影響，與：另一個(gè)電極的電極材料、溶液的酸堿性、溶液中溶解的02等，故答案為：另一個(gè)電極的電極材料、溶液的酸堿性、溶液中溶解的02。【點(diǎn)評(píng)】此題綜合考查學(xué)生原電池電極的判斷、原電池的工作原理知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，要

4、求學(xué)生具有較 高的分析能力和解決問(wèn)題的能力，難度大。三.解答題（共3小題）3.（2019秋西城區(qū)校級(jí)月考）為探究原電池與電解池的工作原理，某研究性小組分別用如下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).山Jri國(guó)三。二二二因，藉三三|卜）,H二0(1)(2)(3)X2）11溶液 甲睥轆？財(cái)恤乂含少小L液 交換膠 Na（）|）乙甲裝置中，a電極的反響式為一出-25+20丁=2出0乙裝置，陰極區(qū)的產(chǎn)物為 氫氣.丙裝置是一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，外接電源b為正 （填“正”或“負(fù)”）極，該裝置發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為.2NaCl+2H202Na0H+H2 t +C12 t（4）假設(shè)甲裝置作為乙裝置的電源，一段時(shí)間后，甲中消耗氣

5、體與乙中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為3： 4 （不 考慮氣體的溶解）【分析】（1）以惰性電極作電極材料的燃料電池中，可燃物在負(fù)極放電，堿性溶液中氫離子與氫氧根反響生成水, 據(jù)此解答即可；（2）乙裝置為電解飽和食鹽水，溶液中水電離出的氫離子在陰極放電生成氫氣，據(jù)此解答即可；（3）氯化鈉電解生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉，與電源正極相連的電極為陽(yáng)極，氯離子在陽(yáng)極放電，溶液中水電 離出的氫離子在陰極放電，為使消毒效果好，故b電極應(yīng)生成氯氣，故b電極為正極，據(jù)此解答即可；（4）依據(jù)氧化還原反響得失電子守恒以及串聯(lián)電路特點(diǎn)回答即可.【解答】解：（1） a、b均為石墨電極，氫氧燃料電池中通入氫氣的一極為原電池的負(fù)極

6、，發(fā)生氧化反響，通入氧 氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反響，溶液的酸堿性不同，電極反響式不同，堿性溶液中負(fù)極反響為2H2 - 4e +4OH =2H2O,故答案為:H2 - 2e +20H =2H2O；（2）乙裝置為電解飽和食鹽水，溶液中水電離出的氫離子在陰極放電生成氫氣，故答案為：氫氣；氯化鈉電解生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉，與電源正極相連的電極為陽(yáng)極，氯離子在陽(yáng)極放電，溶液中水電離出的 氫離子在陰極放電，為使消毒效果好，故b電極應(yīng)生成氯氣，故b電極為正極，化學(xué)反響方程式為由，醒由醒2NaCl+2H20 也用千 2NaOH+H2 t +CI2 t ,故答案為：b；正；2NaCl+2H2。也用千

7、 2NaOH+H2 t +CI2 t ；（4）依據(jù)氧化還原反響的特點(diǎn)知：甲中每反響2moi氫氣，需要Imol氧氣，此時(shí)乙中生成2moi氫氣和2moi氯氣，故兩者之比為：（2+1）： （2+3） 3： 4,故答案為：3： 4.【點(diǎn)評(píng)】此題主要考查的是原電池原理、電解池原理、成分理解原理，掌握放電順序是解決此題的關(guān)鍵.（2016東城區(qū)一模）某小組同學(xué)利用原電池裝置探究物質(zhì)的性質(zhì).資料顯示：原電池裝置中，負(fù)極反響物的還原性越強(qiáng)，或正極反響物的氧化性越強(qiáng)，原電池的電壓越大.（1）同學(xué)們利用下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄.裝置編號(hào)電極A溶液B操作及現(xiàn)象電極AFepH = 2 的連接裝置后，石墨外表產(chǎn)生無(wú)色氣泡

8、;石墨H2SO4電壓表指針偏轉(zhuǎn)溶液B裝置編號(hào)電極A溶液B操作及現(xiàn)象電極AFepH = 2 的連接裝置后，石墨外表產(chǎn)生無(wú)色氣泡;石墨H2SO4電壓表指針偏轉(zhuǎn)溶液BIICupH = 2 的連接裝置后，石墨外表無(wú)明顯現(xiàn)象;H2s04電壓表指針偏轉(zhuǎn)，記錄讀數(shù)為a同學(xué)們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)I中鐵主要發(fā)生了析氫腐蝕，其正極反響式是- 2H+2e-=H2針對(duì)實(shí)驗(yàn)II現(xiàn)象：甲同學(xué)認(rèn)為不可能發(fā)生析氫腐蝕，其判斷依據(jù)是 在金屬活動(dòng)性順序中，Cu在H后，Cu不能置換出H2 ;乙同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)H中應(yīng)發(fā)生吸氧腐蝕，其正極的電極反響式是一 Ch+4H+4e =2H2O .（2）同學(xué)們?nèi)杂蒙鲜鲅b置并用Cu和石墨為電極繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，探究實(shí)驗(yàn)H

9、指針偏轉(zhuǎn)原因及影響02氧化性的因素.編號(hào)溶液B操作及現(xiàn)象III經(jīng)煮沸的pH = 2編號(hào)溶液B操作及現(xiàn)象III經(jīng)煮沸的pH = 2的溶液外表用煤油覆蓋，連接裝置后，電壓表指針微微偏轉(zhuǎn),H2SO4H2SO4記錄讀數(shù)為bH2SO4記錄讀數(shù)為bIVIVpH=2 IVpH=2 的 H2so4在石墨一側(cè)緩慢通入02并連接裝置，電壓表指針偏轉(zhuǎn)，記錄讀數(shù)為c；取出電極，向溶液中加入數(shù)滴濃Na2s04溶液混合后，插入電極，保持02通入，電壓表讀數(shù)仍為cpH=12 的 NaOH在石墨一側(cè)緩慢通入02并連接裝置，電壓表指針偏轉(zhuǎn)，記錄pH=12 的 NaOH丙同學(xué)比擬實(shí)驗(yàn)n、in、w的電壓表讀數(shù)為：cab,請(qǐng)解釋原因

10、是。2濃度越大，其氧化性越強(qiáng)，使電壓值增大丁同學(xué)對(duì)IV、V進(jìn)行比擬，其目的是探究對(duì)02氧化性的 溶液的酸堿性 影響.實(shí)驗(yàn)IV中加入Na2so4溶液的目的是 排除溶液中的Na+ （或SC-）對(duì)實(shí)驗(yàn)的可能干擾.為到達(dá)丁同學(xué)的目的，經(jīng)討論，同學(xué)們認(rèn)為應(yīng)改用如圖裝置對(duì)W、V重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)意圖是 排除Cu在酸堿性不同的溶液中，其還原性不同對(duì)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，記錄電壓表讀數(shù)依次為c、d，,且cd，由此得出的結(jié)論是 溶液酸性越強(qiáng)，02的氧化性越強(qiáng)（介質(zhì)或環(huán)境的pH影響物質(zhì)的氧化性）鹽橋【分析】（1）I中鐵主要發(fā)生了析氫腐蝕，其正極發(fā)生還原反響，書(shū)寫(xiě)電極反響式；銅與氫離子不能發(fā)生自發(fā)的氧化還

11、原反響；乙同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)n中應(yīng)發(fā)生吸氧腐蝕，其正極發(fā)生還原反響，氧氣 得電子生成氫氧根離子，其正極的電極反響式是O2+4H+4e. =2H2O;（2）實(shí)驗(yàn)n、ni、w的電解質(zhì)相同，不同的是氧氣的濃度不同，出現(xiàn)了電壓表讀數(shù)不同，根據(jù)數(shù)值的相對(duì)大 小可知，氧氣濃度越大，電壓表的讀數(shù)越高；實(shí)驗(yàn)IV、V是溶液的酸堿性不同，來(lái)判斷電壓表的指針偏轉(zhuǎn)情況；實(shí)驗(yàn)IV中加入Na2so4溶液的目的是排除溶液中的Na+ （或SO42-）對(duì)實(shí)驗(yàn)的可能干擾；為到達(dá)丁同學(xué)的目的，經(jīng)討論，同學(xué)們認(rèn)為應(yīng)改用如圖裝置對(duì)IV、V重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)意圖是排除Cu在 酸堿性不同的溶液中，其還原性不同對(duì)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，記

12、錄電壓表讀數(shù)依次為c、d，,且c dZ ,由此得出的結(jié)論是溶液酸性越強(qiáng)，02的氧化性越強(qiáng).【解答】解：（1）I中鐵主要發(fā)生了析氫腐蝕，其正極發(fā)生還原反響，電極反響式為：2H+2e-=H2t,故答 案為：2H+2e =H2 t ；銅與氫離子不能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反響；乙同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)H中應(yīng)發(fā)生吸氧腐蝕，其正極發(fā)生還原反響，氧氣 得電子生成氫氧根離子，其正極的電極反響式是O2+4H+4e-=2H2O,故答案為：在金屬活動(dòng)性順序中，Cu在H 后，Cu 不能置換出 H2； O2+4H+4e =2H2O；（2）實(shí)驗(yàn)H、HI、IV的電解質(zhì)相同，不同的是氧氣的濃度不同，出現(xiàn)了電壓表讀數(shù)不同，根據(jù)數(shù)值的相對(duì)大

13、小可知，氧氣濃度越大，電壓表的讀數(shù)越高，所以02濃度越大，其氧化性越強(qiáng)，使電壓值增大，故答案為：02 濃度越大，其氧化性越強(qiáng)，使電壓值增大；實(shí)驗(yàn)IV、V是溶液的酸堿性不同，來(lái)判斷電壓表的指針偏轉(zhuǎn)情況，所以IV、V進(jìn)行比擬，其目的是探究對(duì)02 氧化性的酸堿性的影響，故答案為：溶液的酸堿性；實(shí)驗(yàn)W中加入Na2s04溶液的目的是排除溶液中的Na+ （或SO42-）對(duì)實(shí)驗(yàn)的可能干擾，故答案為：排除溶液 中的Na+ （或SO42-）對(duì)實(shí)驗(yàn)的可能干擾；為到達(dá)丁同學(xué)的目的，經(jīng)討論，同學(xué)們認(rèn)為應(yīng)改用如圖裝置對(duì)IV、V重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)意圖是排除Cu在 酸堿性不同的溶液中，其還原性不同對(duì)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；重復(fù)

14、實(shí)驗(yàn)時(shí)，記錄電壓表讀數(shù)依次為c、d，且/ 1 ,由此得出的結(jié)論是溶液酸性越強(qiáng)，02的氧化性越強(qiáng)，故答案為：排除Cu在酸堿性不同的溶液中，其還原性不同對(duì)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；溶液酸性越強(qiáng)，02的氧化性越 強(qiáng)（介質(zhì)或環(huán)境的pH影響物質(zhì)的氧化性）.【點(diǎn)評(píng)】此題考查了原電池原理的工作原理，通過(guò)電壓表指針的偏程度來(lái)確定外界條件對(duì)電極活潑性影響，有一 定的難度.（2014春順義區(qū)期末）某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類(lèi)型的影響因素，將混合均勻的新制鐵 粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞（如圖1）.從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時(shí)測(cè)量容器中的壓強(qiáng)變化.（1）請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表（表中不要留空格）：編

15、號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶挤?g鐵粉/g醋酸/%為以下實(shí)驗(yàn)作參照0.52.090.00.52.036.0碳粉質(zhì)量的影響0.290.0（2）編號(hào)實(shí)驗(yàn)測(cè)得容器中壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖2甲.t2時(shí)，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始?jí)簭?qiáng)，其原因是鐵發(fā)生 了 吸氧 腐蝕,請(qǐng)?jiān)趫D2乙中用箭頭標(biāo)出發(fā)生該腐蝕時(shí)電子流動(dòng)方向；此時(shí)，碳粉外表發(fā)生了 還原（填“氧 化”或“還原”）反響，其電極反響式是一 02+2通0+4屋=40丁 .G時(shí)間/s圖1甲圖2乙G時(shí)間/s（3）該小組對(duì)圖2甲中0-口時(shí)壓強(qiáng)變大的原因提出了如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假設(shè)二：假設(shè)一：發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體；假設(shè)二： 反響放熱使錐形瓶?jī)?nèi)溫度升高；（4）為驗(yàn)證假設(shè)一，某同學(xué)設(shè)計(jì)了檢

16、驗(yàn)提供的氣體中是否含有H2的方案，請(qǐng)你再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)一.【分析】（1）根據(jù)比照試驗(yàn)中保證變量的唯一性進(jìn)行解答；（2）根據(jù)析氫腐蝕與吸氧腐蝕的區(qū)別及錐形瓶中壓強(qiáng)的變化判斷鋼鐵的腐蝕類(lèi)型；根據(jù)鋼鐵的腐蝕類(lèi)型及原理 標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向；碳粉說(shuō)明氧氣得到電子生成氫氧根離子，發(fā)生還原反響；（3）圖2中0-加時(shí)壓強(qiáng)變大，可能是發(fā)生了析氫腐蝕使氣體體積增大或者反響放熱使溫度升高，錐形瓶中氣體 體積增大；（4）可以根據(jù)檢驗(yàn)錐形瓶中是否生成了亞鐵離子判斷方案一是否正確.【解答】解：（1）為參照試驗(yàn)，由于探究醋酸的濃度的影響，那么除了醋酸濃度不同外，其它條件必須完全相 同，即鐵粉質(zhì)量應(yīng)該為2.0g；中

17、只有碳粉含量與不同，那么為探究碳粉含量的影響，故答案為：醋酸濃度的影響2.0醋酸濃度的影響(2)t2時(shí)，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始?jí)簭?qiáng)，說(shuō)明錐形瓶中氣體體積減小，說(shuō)明發(fā)生了吸氧腐蝕，碳為正極，鐵為負(fù)極，電子轉(zhuǎn)移的方向?yàn)?負(fù)極，電子轉(zhuǎn)移的方向?yàn)?負(fù)極，電子轉(zhuǎn)移的方向?yàn)?，碳電極氧氣得到電子發(fā)生還原反響，電極反響式為：O2+2H2O+4e負(fù)極，電子轉(zhuǎn)移的方向?yàn)?故答案為：吸氧;還原；O2+2H2O+4e =4OH-；=4OH故答案為：吸氧;還原；O2+2H2O+4e =4OH-；(3)圖2中0-ti時(shí)壓強(qiáng)變大的原因可能為：鐵發(fā)生了析氫腐蝕、鐵與醋酸的反響為放熱反響，溫度升高時(shí)錐形 瓶中壓強(qiáng)增大，所以假

18、設(shè)二為：反響放熱使錐形瓶?jī)?nèi)溫度升高, 故答案為：反響放熱使錐形瓶?jī)?nèi)溫度升高；(4)可以通過(guò)檢驗(yàn)反響是否生成亞鐵離子判斷是否發(fā)生析氫腐蝕，方法為：將錐形瓶中反響后的溶液過(guò)濾；濾液中滴加幾滴硫氧化鉀溶液，再滴入幾滴新制氯水，假設(shè)滴入KSCN溶液不變紅，滴入氯水后溶液變紅，證明假設(shè)一正確；假設(shè)滴入KSCN溶液不變紅，滴入氯水后溶液不變紅，證明假設(shè)一錯(cuò)誤.故答案為：將錐形瓶中反響后的溶液過(guò)濾；濾液中滴加幾滴硫富化鉀溶液，再滴入幾滴新制氯水，假設(shè)滴入 KSCN溶液不變紅，滴入氯水后溶液變紅，證明假設(shè)一正確；假設(shè)滴入KSCN溶液不變紅，滴入氯水后溶液不變紅,證明假設(shè)一錯(cuò)誤.【點(diǎn)評(píng)】此題考查了探究鐵的腐蝕原

19、理、原電池工作原理，題目難度中等，注意掌握原電池工作原理，明確鋼鐵 的化學(xué)腐蝕類(lèi)型、腐蝕原理及區(qū)別.實(shí)驗(yàn)4煮沸冷卻后的溶液電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。鋁條外表有氣泡逸出，銅片沒(méi)有 明顯現(xiàn)象；約3分鐘后，銅片外表有少量氣泡產(chǎn)生，鋁 條外表氣泡略有減少。實(shí)驗(yàn)4煮沸冷卻后的溶液（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4可獲得的合理推論是 （填字母序號(hào)）。A.鋁條外表逸出的氣體是02B.上述兩裝置中，開(kāi)始時(shí)銅片外表得電子的物質(zhì)是02C.銅片外表產(chǎn)生的氣泡為H2D.銅片外表開(kāi)始產(chǎn)生氣泡的時(shí)間長(zhǎng)短與溶液中溶解氧的多少有關(guān)（6）由實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)4可推知，鋁片做電極材料時(shí)的原電池反響與 等因素有關(guān)。2.（2017秋海淀區(qū)期末）實(shí)驗(yàn)小組探究

20、鋁片做電極材料時(shí)的原電池反響，設(shè)計(jì)下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄。【實(shí)驗(yàn)1】裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象I|左側(cè)裝置電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，燈泡亮右側(cè)裝置甩流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，鎂條、鋁條外表產(chǎn)生無(wú)色氣泡（1）實(shí)驗(yàn)1中，電解質(zhì)溶液為鹽酸，鎂條做原電池的 極?！緦?shí)驗(yàn)2】將實(shí)驗(yàn)1中的電解質(zhì)溶液換為NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2。（2）該小組同學(xué)認(rèn)為，此時(shí)原電池的總反響為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 t ,據(jù)此推測(cè)應(yīng)該出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象為 o實(shí)驗(yàn)2實(shí)際獲得的現(xiàn)象如下：裝置唯I 31 2期1實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.電流計(jì)指針迅速向右偏轉(zhuǎn)，鎂條裝置唯I 31 2期1.電流計(jì)指針逐漸向零刻度恢復(fù)，經(jīng)零刻度后繼續(xù)向左偏轉(zhuǎn)。鎂條外表 開(kāi)始

21、時(shí)無(wú)明顯現(xiàn)象，一段時(shí)間后有少量氣泡逸出，鋁條外表持續(xù)有氣泡逸 出i中鋁條外表放電的物質(zhì)式溶解在溶液中的02,那么該電極反響式為。ii中“電流計(jì)指針逐漸向零刻度恢復(fù)”的原因是 o【實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4】為了排除Mg條的干擾，同學(xué)們重新設(shè)計(jì)裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4,獲得的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：編號(hào)裝置實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)4實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象編號(hào)裝置實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)4電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。鋁條外表有氣泡逸出，銅片沒(méi)有明顯 現(xiàn)象；約10分鐘后，銅片外表有少量氣泡產(chǎn)生，鋁條外表氣 泡略有減少。電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。鋁條外表有氣泡逸出，銅片沒(méi)有明顯 現(xiàn)象；約3分鐘后，銅片外表有少量氣泡產(chǎn)生，鋁條外表氣 泡略有減少。煮沸冷卻后的溶（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)3和實(shí)

22、驗(yàn)4可獲得的正確推論是 （填字母序號(hào)）。A.上述兩裝置中，開(kāi)始時(shí)銅片外表得電子的物質(zhì)是02B.銅片外表開(kāi)始產(chǎn)生氣泡的時(shí)間長(zhǎng)短與溶液中溶解氧的多少有關(guān)C.銅片外表產(chǎn)生的氣泡為H2D.由“鋁條外表氣泡略有減少”能推測(cè)H+在銅片外表得電子（6）由實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)4可推知，鋁片做電極材料時(shí)的原電池反響與與 等因素有關(guān)。三.解答題（共3小題）3.3.（2019秋西城區(qū)校級(jí)月考）3.（2019秋西城區(qū)校級(jí)月考）石墨G罩2 ”1溶液 甲然）就P需叱簫少”乙tfefil/優(yōu)鹽水(1)甲裝置中，3.（2019秋西城區(qū)校級(jí)月考）石墨G罩2 ”1溶液 甲然）就P需叱簫少”乙tfefil/優(yōu)鹽水(1)甲裝置中，a電極的反響

23、式為(2)乙裝置，陰極區(qū)的產(chǎn)物為(3)丙裝置是一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，外接電源（填“正”或“負(fù)”）極，該裝置發(fā)生反響的化學(xué)方程式為（4）假設(shè)甲裝置作為乙裝置的電源，一段時(shí)間后，甲中消耗氣體與乙中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為 （不考慮氣體的溶解）.（2016東城區(qū)一模）某小組同學(xué)利用原電池裝置探究物質(zhì)的性質(zhì).資料顯示：原電池裝置中，負(fù)極反響物的還原性越強(qiáng)，或正極反響物的氧化性越強(qiáng)，原電池的電壓越大.（1）同學(xué)們利用下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄.裝置 編號(hào) 電極A 溶液B操作及現(xiàn)象溶液溶液B溶液B電極A石墨FepH = 2 的H2SO4連接裝置后，石墨外表產(chǎn)生無(wú)色氣泡;電壓表指針偏轉(zhuǎn)IICupH =

24、2 的連接裝置后，石墨外表無(wú)明顯現(xiàn)象;H2so4電壓表指針偏轉(zhuǎn)，記錄讀數(shù)為a同學(xué)們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)I中鐵主要發(fā)生了析氫腐蝕，其正極反響式是針對(duì)實(shí)驗(yàn)n現(xiàn)象：甲同學(xué)認(rèn)為不可能發(fā)生析氫腐蝕，其判斷依據(jù)是；乙同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)n中應(yīng)發(fā)生吸氧腐蝕1,其正極的電極反響溶液B電極A石墨FepH = 2 的H2SO4連接裝置后，石墨外表產(chǎn)生無(wú)色氣泡;電壓表指針偏轉(zhuǎn)IICupH = 2 的連接裝置后，石墨外表無(wú)明顯現(xiàn)象;H2so4電壓表指針偏轉(zhuǎn)，記錄讀數(shù)為a同學(xué)們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)I中鐵主要發(fā)生了析氫腐蝕，其正極反響式是針對(duì)實(shí)驗(yàn)n現(xiàn)象：甲同學(xué)認(rèn)為不可能發(fā)生析氫腐蝕，其判斷依據(jù)是；乙同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)n中應(yīng)發(fā)生吸氧腐蝕1,其正極的電極反響式是

25、（2）同學(xué)們?nèi)杂蒙鲜鲅b置并用cu和石墨為電極繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，探究實(shí)驗(yàn)n指針偏轉(zhuǎn)原因及影響。2氧化性的因素.編號(hào)溶液B操作及現(xiàn)象III經(jīng)煮沸的pH = 2的溶液外表用煤油覆蓋，連接裝置后，電壓表指針微微偏轉(zhuǎn),IVH2SO4記錄讀數(shù)為bpH = 2 的 H2so4在石墨一側(cè)緩慢通入02并連接裝置，電壓表指針偏轉(zhuǎn)，記錄pH=12 的 NaOH后，插入電極，保持02通入，電壓表讀數(shù)仍為c在石墨一側(cè)緩慢通入pH=12 的 NaOH讀數(shù)為d丙同學(xué)比擬實(shí)驗(yàn)n、in、w的電壓表讀數(shù)為：cab,請(qǐng)解釋原因是影響.丁同學(xué)對(duì)IV、V進(jìn)行比擬，其目的是探究對(duì)02氧化性的影響.實(shí)驗(yàn)IV中加入Na2so4溶液的目的是為到達(dá)丁同

26、學(xué)的目的，經(jīng)討論，同學(xué)們認(rèn)為應(yīng)改用如圖裝置對(duì)IV、V重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)意圖是重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，記錄電壓表讀數(shù)依次為c、，且c d，由此得出的結(jié)論是ftftftCu-o20.005 mol/LCuSO4ftCu-o20.005 mol/LCuSO4溶液溶液B粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞（如圖1）.從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時(shí)測(cè)量容器中的壓強(qiáng)變化.（1）請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表（表中不要留空格）:編號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶挤?g鐵粉/g醋酸/%為以下實(shí)驗(yàn)作參照0.52.090.00.52.036.0碳粉質(zhì)量的影響0.290.0(2)編號(hào)實(shí)驗(yàn)測(cè)得容器中壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖2甲.t2時(shí)，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始?jí)簭?qiáng)

27、，其原因是鐵發(fā)生 了 腐蝕，請(qǐng)?jiān)趫D2乙中用箭頭標(biāo)出發(fā)生該腐蝕時(shí)電子流動(dòng)方向；此時(shí)，碳粉外表發(fā)生了 (填“氧化”或“還原”)反響，其電極反響式是.測(cè)豉壓強(qiáng)儀器一25上一圖1甲圖2乙測(cè)豉壓強(qiáng)儀器一25上一(3)該小組對(duì)圖2甲中0-加時(shí)壓強(qiáng)變大的原因提出了如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假設(shè)二：假設(shè)一：發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體；假設(shè)二：;(4)為驗(yàn)證假設(shè)一，某同學(xué)設(shè)計(jì)了檢驗(yàn)提供的氣體中是否含有H2的方案，請(qǐng)你再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證假設(shè)一.探究原電池及其工作原理（北京習(xí)題集）（教師版）參考答案與試題解析一.填空題二.實(shí)驗(yàn)題（共2小題）.（2018秋西城區(qū)校級(jí)期中）實(shí)驗(yàn)小組探究鋁片做電極材料時(shí)的原電池反響，設(shè)計(jì)下表中裝

28、置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄。【實(shí)驗(yàn)1】裝置裝置裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象左側(cè)裝置電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，燈泡亮右側(cè)裝置電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，鎂條、鋁條外表產(chǎn)生無(wú)色氣泡裝置（1）實(shí)驗(yàn)1中，電解質(zhì)溶液為鹽酸，鎂條做原電池的 負(fù) 極?！緦?shí)驗(yàn)2】 將實(shí)驗(yàn)1中的電解質(zhì)溶液換為NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2o（2）該小組同學(xué)認(rèn)為，此時(shí)原電池的總反響為2Al+2NaOH+2H2O2NaA102+3H2 t ,據(jù)此推測(cè)應(yīng)該出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 指針向左偏轉(zhuǎn)，鎂條外表產(chǎn)生無(wú)色氣泡。實(shí)驗(yàn)2實(shí)際獲得的現(xiàn)象如下:裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象裝置i.電流計(jì)指針迅速向右偏轉(zhuǎn)，鎂條外表無(wú)氣泡，鋁條外表有氣泡ii.電流計(jì)指針逐漸向零刻度恢復(fù)，經(jīng)零刻度后繼續(xù)向左偏轉(zhuǎn)。鎂條外表開(kāi)始時(shí)無(wú)

29、明顯現(xiàn)象，一段時(shí)間后有少量氣泡逸出，鋁條外表持續(xù)有氣泡逸出i中鋁條外表放電的物質(zhì)是溶解在溶液中的02,那么該電極反響式為 02+2氏0+45=40）ii中“電流計(jì)指針逐漸向零刻度恢復(fù)”的原因是 Mr放電后生成Mr （OH） 2附著在鎂條外表，使Mg的放電反響難以發(fā)生，導(dǎo)致指針歸零?！緦?shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4】 為了排除Mg條的干擾，同學(xué)們重新設(shè)計(jì)裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4,獲得的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下:實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象編號(hào)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)31 moLL NtOH實(shí)驗(yàn)4煮沸冷卻后的溶液電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。鋁條外表實(shí)驗(yàn)31 moLL NtOH實(shí)驗(yàn)4煮沸冷卻后的溶液明顯現(xiàn)象；約10分鐘后，銅片外表有少量氣泡產(chǎn)生，鋁條外表氣泡略有

30、減少。電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。鋁條外表有氣泡逸出，銅片沒(méi)有 明顯現(xiàn)象；約3分鐘后，銅片外表有少量氣泡產(chǎn)生，鋁 條外表氣泡略有減少。(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4可獲得的合理推論是.BCD (填字母序號(hào))。A.鋁條外表逸出的氣體是02B.上述兩裝置中，開(kāi)始時(shí)銅片外表得電子的物質(zhì)是02C.銅片外表產(chǎn)生的氣泡為H2D.銅片外表開(kāi)始產(chǎn)生氣泡的時(shí)間長(zhǎng)短與溶液中溶解氧的多少有關(guān)(6)由實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)4可推知，鋁片做電極材料時(shí)的原電池反響與 另一個(gè)電極的電極材料、溶液的酸堿性、溶 液中溶解的02等因素有關(guān)?！痉治觥?1)實(shí)驗(yàn)1中，電解質(zhì)溶液為鹽酸，Mg比A1活潑，原電池反響中失電子；(2)實(shí)驗(yàn)1中的電解質(zhì)溶液換為NaOH

31、溶液，發(fā)生反響說(shuō)明金屬鋁是負(fù)極，金屬鎂是正極，正極上產(chǎn)生氫氣；(3)氧氣在電極上發(fā)生得電子的還原反響；(4)金屬鎂失電子生成的鎂離子與氫氧根離子結(jié)合成難溶解物質(zhì)氫氧化鎂，附在金屬鎂外表，阻止反響進(jìn)行；(5)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)，鋁條外表有氣泡逸出，銅片沒(méi)有明顯現(xiàn)象可 知：開(kāi)始時(shí)銅片外表得電子的物質(zhì)是02,銅片外表有少量氣泡產(chǎn)生；(6)鋁片做電極材料時(shí)的原電池反響受多種因素的影響，據(jù)此回答。【解答】解：(1)實(shí)驗(yàn)1中，電解質(zhì)溶液為鹽酸，鎂和鋁都可以和鹽酸反響，但是金屬鎂活潑為負(fù)極，故答案為：負(fù)；(2)此時(shí)原電池的總反響為2Al+2NaOH+2H202NaA102+

32、3H2 t，所以金屬鋁是負(fù)極，鎂是正極指針向左偏轉(zhuǎn),在金屬鎂外表產(chǎn)生氫氣，故答案為：指針向左偏轉(zhuǎn)，鎂條外表產(chǎn)生無(wú)色氣泡；(3)原電池中，氧氣在電極上發(fā)生得電子的還原反響，電極反響式為：O2+2H2O+4e =40H ,故答案為：。2+2出0+41=40??；(4)金屬鎂失電子得到的鎂離子可以在堿性環(huán)境下得到難溶解物質(zhì)氫氧化鎂，附在金屬鎂外表，阻止反響進(jìn)行,導(dǎo)致指針歸零，故答案為：Mg放電后生成Mg (OH) 2,附著在鎂條外表，使Mg的放電反響難以發(fā)生，導(dǎo)致指針歸零；(5)據(jù)實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：開(kāi)始時(shí)銅片外表得電子的物質(zhì)是02,鋁片外表有少量氣泡產(chǎn)生，為H+ 得到電子生成的H2,銅片外

33、表開(kāi)始產(chǎn)生氣泡的時(shí)間長(zhǎng)短與溶液中溶解氧的多少有關(guān)，溶解的氧氣越多，那么銅片表 面開(kāi)始產(chǎn)生氣泡的時(shí)間越長(zhǎng)，故答案為：BCD；(6)鋁片做電極材料時(shí)的原電池反響受多種因素的影響，與另一個(gè)電極的電極材料、溶液的酸堿性、溶液中溶解的02等有關(guān)，故答案為：另一個(gè)電極的電極材料、溶液的酸堿性、溶液中溶解的02。【點(diǎn)評(píng)】此題考查原電池的原理，為高考常見(jiàn)題型，把握發(fā)生的電極反響、實(shí)驗(yàn)中控制變量法為解答的關(guān)鍵，側(cè) 重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋⒁庠姵氐墓ぷ髟?，題目難度中等。(2017秋海淀區(qū)期末)實(shí)驗(yàn)小組探究鋁片做電極材料時(shí)的原電池反響，設(shè)計(jì)下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄?！緦?shí)驗(yàn)11裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象左側(cè)裝置電流計(jì)指針向右

34、偏轉(zhuǎn)，燈泡亮右側(cè)裝置電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，鎂條、鋁條外表產(chǎn)生無(wú)色氣泡11。ten(1)實(shí)驗(yàn)1中，電解質(zhì)溶液為鹽酸，鎂條做原電池的 負(fù) 極?！緦?shí)驗(yàn)2】將實(shí)驗(yàn)1中的電解質(zhì)溶液換為NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2。(2)該小組同學(xué)認(rèn)為，此時(shí)原電池的總反響為2Al+2NaOH+2H2O2NaA102+3H2 t ,據(jù)此推測(cè)應(yīng)該出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 指針向左偏轉(zhuǎn)，鎂條外表產(chǎn)生氣泡o實(shí)驗(yàn)2實(shí)際獲得的現(xiàn)象如下:裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象裝置.電流計(jì)指針迅速向右偏轉(zhuǎn)，鎂條外表無(wú)氣泡，鋁條外表有氣泡電流計(jì)指針逐漸向零刻度恢復(fù)，經(jīng)零刻度后繼續(xù)向左偏轉(zhuǎn)。鎂條外表開(kāi)始時(shí)無(wú)明顯現(xiàn)象，一段時(shí)間后有少量氣泡逸出，鋁條外表持續(xù)有氣泡逸i中鋁條外表放電的物質(zhì)式溶解在溶液中的02,那么該電極反響式為一 O2+2H2O+4e=4OH