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课后达标检测 基础巩固 1在理论上不能用于设计原电池的化学反应是() AHCl NaOH=NaCl H2O H0 B2CH3OH(l) 3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l) H0 C4Fe(OH)2(s)2H2O(l) O2(g)=4Fe(OH)3(s) H0 D2H2(g)O2(g)=2H2O(l) Hb(碳棒 ),所以 a 为原电池的负极,b 为正极。电极反应式为a(负)极: ane =an(氧化反应 ),b(正)极: nH ne=n 2H 2(还原反应 )。由于正极放电消耗 H ,溶液中 c(H )减小, pH 增大,在外 电路中,电子由a极流出经电流计流向b 极。 5 某原电池总反应离子方程式为2Fe 3Fe=3Fe2, 不能实现该反应的原电池是 () A正极为 Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3溶液 B正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3溶液 C正极为 Ag ,负极为Fe,电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液 D正极为 Ag ,负极为Fe,电解质溶液为CuSO4溶液 解析: 选 D。由 2Fe3 Fe=3Fe 2得出负极反应式为 Fe2e =Fe2 ,正极反应式为 2Fe 32e=2Fe2,可知负极材料为铁,正极材料为比铁不活泼的导体,电解质溶液中必 须有 Fe 3,故选 D。 6按下图装置实验,若x 轴表示流出负极的电子的物质的量,则y 轴应表示 () c(Ag )c(NO 3)a棒的质量b 棒的质量 溶液的质量 AB CD 解析: 选 D。在这个原电池中,负极:Fe2e =Fe2 ,使 a棒质量减轻;正极:Ag e =Ag,使 b 棒增重, 溶液中 c(NO 3)不变; 反应过程中每溶解56 g 铁,析出 216 g 银, 故溶液质量减轻。 7(2018 安阳高二测试)以锌片和铜片为两极,以稀硫酸为电解质溶液组成原电池,当 导线中通过2 mol 电子时,下列说法正确的是() A锌片溶解了1 mol,铜片上析出1 mol H2 B两极上溶解和析出的物质的质量相等 C锌片溶解了31 g,铜片上析出了1 g H2 D锌片溶解了1 mol,硫酸消耗了0.5 mol 解析: 选 A。在涉及原电池的有关计算中,关键是要把握住一点:即两极得失电子数相 等。利用这一特点,我们从电极反应式看,负极:Zn2e =Zn2;正极: 2H2e=H 2 。当溶解1 mol 锌时失去2 mol 电子,铜片上析出1 mol 氢气得到2 mol 电子,得失电子 守恒,这样即可推出A 正确。 8如图所示,杠杆A、B 两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球, 调节杠杆并使其在水中保持平衡,然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液,一段时间后, 下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中,不考虑两球的浮力变化) () A杠杆为导体或绝缘体时,均为A 端高 B 端低 B杠杆为导体或绝缘体时,均为A 端低 B 端高 C当杠杆为导体时,A 端低 B 端高 D当杠杆为导体时,A 端高 B 端低 解析: 选 C。当杠杆为导体时,构成原电池,Fe 作负极, Cu 作正极,电极反应式分别 为 负极: Fe2e =Fe2, 正极: Cu 2 2e=Cu, 铜球增重,铁球质量减轻,杠杆A 端低 B 端高。 当杠杆为绝缘体时,Fe 与 Cu2 直接发生置换反应, Fe 上附着 Cu,质量增大,所以A 端高 B 端低。 9有甲、乙两位同学,他们一起做了水果电池的实验,测得数据如下: 实验次数电极材料水果品种电极间距 /cm 电压 /mV 1 锌铜菠萝3 900 2 锌铜苹果3 650 3 锌铜柑橘3 850 4 锌铜西红柿3 750 5 锌铝菠萝3 650 6 锌铝苹果3 450 下列对于甲同学提出的问题,乙同学解释不正确的是() 甲:实验6 中的负极反应式如何写? 乙:铝为负极,Al 3e =Al3。 甲:实验1 和实验 5 电流方向为什么相反? 乙:实验 1 中锌为负极, 电流由铜经导线流向锌;实验 5 中铝为负极, 电流由锌经导线 流向铝。 甲:水果电池的电压与哪些因素有关? 乙:只跟水果的类型有关。 AB CD 解析: 选 A。实验 6 中 Al 为负极,故负极反应式为Al 3e =Al 3,正确;实验 1 中 Zn 为负极, 实验 5 中 Al 为负极, 正确; 对比实验1和实验 5 可发现水果类型相同时, 电极材料不同,电压也不相同,不正确。 10由锌片、铜片和200 mL 稀 H2SO4组成的原电池如图所示。 (1)原电池的负极反应式是_ , 正极反应式是_ 。 (2)外电路中电流的方向是_ 。 (3)一段时间后,当在铜片上放出2.24 L( 标准状况 )气体时, H2SO4恰好消耗一半。则产 生这些气体的同时,共消耗_g 锌,此时转移的电子的物质的量为_,原硫酸 的物质的量浓度是_(设溶液体积不变)。 解析: (1)根据电极材料可知,锌为负极,电极反应式为Zn2e =Zn2,铜为正极, 电极反应式为2H 2e=H 2; (2)外电路中电流从正极流向负极; (3)当正极上放出2.24 L(标准状况 )氢气时,则有: Zn H2SO4=ZnSO4H2 2e 65 g1 mol 22.4 L 2 mol mn(H2SO4) 2.24 L n(e ) 列比例式,计算可得:m6.5 g,n(H2SO4)0.1 mol, n(e )0.2 mol,c(H 2SO4) 0.1 mol2 0.2 L 1.0 mol L 1。 答案: (1)Zn2e =Zn2 2H 2e =H2 (2)由 Cu 极流向 Zn 极 (3)6.50.2 mol1.0 molL 1 能力提升 11已知在酸性条件下发生的反应为AsO 3 4 2I 2H=AsO3 3 I2H2O,在碱性条 件下发生的反应为AsO 3 3 I22OH =AsO3 4 H2O2I 。设计如图装置 (C1、C2均为石墨 电极 ),分别进行下述操作: a向 B 烧杯中逐滴加入浓盐酸; b向 B 烧杯中逐滴加入40% NaOH 溶液。 结果发现检流计指针均发生偏转,且偏转方向相反。 试回答下列问题: (1)两次操作中指针为什么发生偏转?_ _ 。 (2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反? _ _ 。 (3)操作 a过程中 C1棒上发生的反应为 _ 。 (4)操作 b 过程中 C2棒上发生的反应为 _ 。 (5)操作 b 过程中,盐桥中的K 移向 _烧杯溶液 (填“ A” 或“B” )。 解析: 由于酸性条件下发生的反应为AsO 3 4 2I 2H =AsO 3 3 I2H2O、碱性条件 下发生的反应为AsO 3 3 I22OH =AsO3 4 H2O2I ,都是氧化还原反应,而且满足构 成原电池的三大要素:不同环境中的两电极(连接 );电解质溶液 (电极插入其中并能发生 氧化还原反应);形成闭合回路。当加酸时,C1:2I 2e =I 2,为负极; C2:AsO 3 4 2H 2e=AsO3 3 H2O,为正极。当加碱时, C1:I2 2e =2I,为正极; C 2:AsO 3 3 2OH 2e=AsO3 4 H2O,为负极。 答案: (1)两次操作均能形成原电池,化学能转变成电能 (2)酸性条件下,AsO 3 4 得电子, I 失电子,所以 C1极是负极, C2极是正极;碱性条件 下, AsO 3 3 失电子, I2得电子,此时,C1极是正极, C2极是负极。故加入浓盐酸和NaOH 溶 液时发生不同方向的反应,电子转移方向不同,即检流计指针偏转方向不同 (3)2I 2e=I 2 (4)AsO 3 3 2OH 2e =AsO 3 4 H2O (5)A 12某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,有甲、 乙两位同学均使 用镁片与铝片作电极,但甲同学将电极放入6 mol L 1 的稀 H2SO4中,乙同学将电极放入6 mol L 1 的 NaOH 溶液中,如图所示。 (1)写出甲池中发生的有关电极反应的反应式: 负极: _ , 正极: _ 。 (2)写出乙池中发生的有关电极反应的反应式: 负极: _ , 正极: _ 。 总反应离子方程式为_ 。 (3)如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属,则构成负极材料的 金属应比构成正极材料的金属活泼”,则甲会判断出_活动性更强,而乙会判断出 _活动性更强。 (填写元素符号) (4)由此实验,可得到如下哪些结论?_。 A利用原电池反应判断金属活动性顺序应注意选择合适的介质 B镁的金属性不一定比铝的金属性强 C该实验说明金属活动性顺序表已过时,已没有实用价值 D该实验说明化学研究对象复杂、反应条件多变,应具体问题具体分析 (5)上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序表直接判断原电池中正、负极”的 做法 _(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠,则请你提出另一个判断原电池正、负 极可行的实验方案:_ 。 解析: (1)甲池中电池总反应方程式为Mg H2SO4=MgSO4 H2,Mg 作负极,电极 反应式为Mg2e =Mg2,Al 作正极,电极反应式为 2H 2e=H 2。 (2)乙池中电池总反应方程式为2Al 2NaOH 2H2O=2NaAlO23H2,负极上为 Al 与 OH 反应生成 AlO 2, 电极反应式为 2Al 6e 8OH =2AlO 24H2O; 正极产物为H2, 电极反应式为6H2O6e =6OH3H 2 。 (3)甲池中 Mg 为负极, Al 为正极;乙池中Al 为负极, Mg 为正极,若根据负极材料金 属比正极活泼,则甲会判断出Mg 活动性更强,乙会判断出Al 活动性更强。 (4)Mg 的金属活动性一定比Al 强,金属活动性顺序表是正确的,应用广泛。 (5)判断正、负极可根据回路中电流方向或电子流向等进
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