高二理科步步高材料全書(shū)的版第四章第一節(jié)

第一節(jié)原電池 原電池總反應(yīng)的離子方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑AD。探究點(diǎn)一原電池的工作原理Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。轉(zhuǎn)；③CuSO4溶液的顏色變淺。用溫度計(jì)測(cè)量溶液的溫度，其結(jié)果是溶液的溫度不升高(或無(wú)變化)CuSO4溶Cu2＋不能移向鋅片得電子被還原。①硫酸鋅溶液中：Zn2＋向鹽橋移②硫酸銅溶液中：Cu2＋向銅極移動(dòng)答案(1)電解質(zhì)溶液：一般能與負(fù)極反應(yīng)，或者溶解在溶液中的物質(zhì)(O2)與負(fù)極反應(yīng)。用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋(裝有瓊膠-KNO3的U形管)構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是()Ag＋＋e－===Ag③實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池的總反A．①②B．②③C．②④答案解析銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、鹽橋構(gòu)成一個(gè)原電池，Cu作負(fù)極，Ag作反，因此C正確。 答案Pt(或 FeCl3溶解析(即氧CuFe3＋得到負(fù)極失去的電子，F(xiàn)e3＋PtFe3＋的電解質(zhì)溶液，如FeCl3溶液等。將鐵片、銅片用導(dǎo)線連接后，置于稀硫酸中，形成原電池，其正極反應(yīng)式 答案2H＋＋2e－===H2↑Fe－2e－===Fe2＋有一紐扣電池，其電極分別為Zn和Ag2OKOHZn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2(1)Zn發(fā) (2)Ag2O發(fā) 答案(1)氧化負(fù)(2)還原正H＋應(yīng)讓其結(jié)合OH－生成水。電極反應(yīng)式要依據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒、得失電子守恒等加以 如圖所示，X為單質(zhì)硅，Y為金屬鐵，a為NaOH溶液，組裝成一個(gè) A．XB．X D．Y答案解析3223224e－===4OH－＋2H2↑，總反應(yīng)方程式：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ 答案 答案解析判斷一裝置是否屬于原電池，應(yīng)看是否符合構(gòu)成原電池的條件，符合構(gòu)成原電池的條正確；此原電池負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是===Zn2＋＋H2↑1mol電子通過(guò)導(dǎo)線時(shí)，產(chǎn)生H20.5mol，故⑤X、Y、Z、W四塊金屬板分別用導(dǎo)線兩兩相連浸入稀硫酸中構(gòu)成原電池。X、Y相連時(shí)，X為負(fù)極；Z、W相連時(shí)，電流方向是W→Z；X、Z相連時(shí)，Z極上產(chǎn)生大量氣泡；W、Y相連時(shí)，W極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此判斷四種金屬的活動(dòng)性順序是( 答案解析在原電池中，活潑金屬作原電池的負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)；不活潑的金屬或非連時(shí)，電流方向是W→Z，則活動(dòng)性Z>W；X、Z相連時(shí)，Z極上產(chǎn)生大量氣泡，則活動(dòng)性Al片() Cu片( (2)若將Al片和Cu片用導(dǎo)線相連，插入濃HNO3中能否組成原電池？ Al片() Cu片() 答案(1)負(fù)極2Al－6e－===2Al3＋(或Al－3e－===Al3＋)正極6H＋＋6e－===3H2↑(或2H＋(2)能正極2NO－＋4H＋＋2e－===2NO↑＋2H 負(fù)極解析(1)AlCuH2SO4中時(shí)，AlCu活潑，Al為負(fù)極，失電子被氧化為Al3＋，Cu為正極，溶液中的H＋得電子被還原為H2。負(fù)極，CuCu2＋ 氫離子在銅片表面被還原后生成答案解析本題主要考查有關(guān)原電池的知識(shí)，由所給圖示可知Zn為原電池負(fù)極，失去電子被氧還原為H2。電流流向則與電子流向相反。 FeX為碳棒，Y答案，解析由圖示電子流向知X為負(fù)極，Y為正極，則電流方向?yàn)閅→外電路→X，故A錯(cuò)；若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為鐵，Y為碳棒，B錯(cuò)；負(fù)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，C錯(cuò)；若兩電極均為金屬，活潑金屬作負(fù)極 3．如圖所示裝置中，可觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細(xì)，， MNPA鋅銅B銅鋅C銀鋅D鋅鐵答案解析排除A、D項(xiàng)，由M棒變粗，可知B項(xiàng)不正確。3 3 ③a棒的質(zhì)量④b①③B．③④C．①②④答案解析在這個(gè)原電池中，負(fù)極：Fe－2e－===Fe2＋，正極：Ag＋＋e－===Agab棒增重，溶液中c(NO3－)不變，溶液的質(zhì)量減輕。 DC解析原電池中相對(duì)活潑的金屬為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；相對(duì)不活潑的金屬(或非金屬導(dǎo)體在如圖所示的裝置中，a的金屬活動(dòng)性比氫要強(qiáng)，b為碳棒，關(guān)于此裝置的各種敘述不正 B．a(chǎn)是正極，bC．導(dǎo)線中有電子流動(dòng)，電子從abD．a(chǎn)答案解析本題考查原電池基本知識(shí)，難度不大，但概念容易。電極a、b與電解質(zhì)溶液稀H2SO4組成原電池。因活動(dòng)性a>b(碳棒)，所以a為電池的負(fù)極，b為正極。電極反應(yīng)式：b(正)極：nH＋＋ neH＋c(H＋)減小，pHa極流出經(jīng)電流表流向b極。如圖所示，燒杯內(nèi)盛有濃HNO3，在燒杯中放入用銅線相連的鐵、鉛兩個(gè)電極，已知原電池停止工作時(shí)，F(xiàn)e、Pb都有剩余。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( FePbFeHNO3答案解析開(kāi)始時(shí)，電解質(zhì)溶液是濃HNO3，F(xiàn)e在濃HNO3中鈍化，所以開(kāi)始時(shí)Pb是負(fù)極：Pb－2e－===Pb2＋；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃HNO3變成稀HNO3，F(xiàn)e變?yōu)樵姵氐呢?fù)極：Fe－2e－===Fe2FeFe(NO3)3PbHNO3反應(yīng)：Pb＋4HNO3(濃)===Pb(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，過(guò)量的Fe與稀HNO3發(fā)生反應(yīng)：3Fe＋不符合“綠色化學(xué)”思想。故選D。 答案解析原電池正、負(fù)極的判斷不能完全依賴金屬的活動(dòng)性，因?yàn)榭赡軙?huì)出現(xiàn)特殊情況：濃硝酸使鐵、鋁鈍化；鋁與NaOH溶液反應(yīng)，而鎂不能與NaOH溶液反應(yīng)等。鋅銅原電池(如圖)工作時(shí)，下列敘述正確的是()電池反應(yīng)為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuDK＋ZnSO4溶液答案解析在原電池中，相對(duì)活潑的金屬材料作負(fù)極，相對(duì)不活潑的金屬材料作正極，負(fù)極反應(yīng)液保持電中性，鹽橋中的Cl－移向ZnSO4溶液。Li＋MnO2===LiMnO2，下列說(shuō)法正確的是()A．Li是正極，電極反應(yīng)為L(zhǎng)i－e－===Li＋2B．LiLi－e－===Li＋2D．Li是負(fù)極，電極反應(yīng)為答案 ＋1解析由總反應(yīng)Li＋MnO2===LiMnO2可知，Li元素在反應(yīng)后化合價(jià)升高(0→＋1)，Mn在反應(yīng)后化合價(jià)降低(＋4→＋3)。LiLi－e－===Li＋，MnO2在正極上反應(yīng)，電極反應(yīng)為MnO2＋e－===MnO2－。由鋅片、銅片和200mL稀H2SO4組成的原電池如圖所示。 (3)一段時(shí)間后，當(dāng)在銅片上放出1.68L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體時(shí)，H2SO4恰好消耗一半。則產(chǎn)生這些氣體的同時(shí)，共消耗 g鋅，有 答案 CuZn 0.75解析0.075molH20.075mol×2＝0.15mol0.075molZn0.075molH2SO4。所以m(Zn)＝0.075mol×65g·mol－1＝4.875g，N(e－)＝0.15mol×6.02×10239.03×1022，c(HSO

0.075

0.75mol·L－1 4

0.2 依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===2Ag(s)＋Cu2＋(aq)設(shè)計(jì)的原電池如下電極X的材料 ；電解質(zhì)溶液Y 極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為 X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為 答案 AgNO3溶正2Ag＋＋2e－===2Ag(或Ag＋＋e－===Ag) 解析2Ag＋(aq)＋Cu(s)===2Ag(s)＋Cu2＋(aq)X極是 AsO3－＋I(xiàn)＋HO (Ⅱ)B40%NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)電流表指針與(Ⅰ)中偏轉(zhuǎn)方向相反。 操作(Ⅰ)中，C1棒上的反應(yīng)為 (4)操作(Ⅱ)中，C2棒上的反應(yīng)為 答案(1)兩次操作中均發(fā)生原電池反應(yīng)，所以電流表指針均發(fā)生偏轉(zhuǎn)(2)兩次操作中，電極相反，電子流向相反，因而電流表指針偏轉(zhuǎn)方向相反(3)2I－－2e－===I2 43解析(1)c(H＋)I－I2，C1棒上產(chǎn)生電子，并沿外電路流向C2棒，AsO3－得電子變?yōu)锳sO3－。4334子在C2棒上產(chǎn)生，并沿外電路流向C1棒，I2得電子變?yōu)镮－，AsO3－變?yōu)锳sO3－。34 正極 若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1mol，極質(zhì)量增 答案(1)(A)不能，(B)可以(2)(A)為非氧化還原反應(yīng)，沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移 氧化反應(yīng)碳棒、Ag、Pt、Au(任選一) 還原反應(yīng)108AgNO3溶液解析(1)只有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池，(B)Ag＋得電子，所以此電解質(zhì)溶液只能為AgNO3溶液。某校化學(xué)研究性學(xué)組欲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe、Cu金屬活動(dòng)性的相對(duì)強(qiáng)弱，他