高考化學(xué)(第01期)大題狂練系列 專題24 原電池的基本原理(含解析)1
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專題24 原電池的基本原理 (滿分60分 時(shí)間30分鐘) 姓名: 班級(jí): 得分: 1.為探究Ag+與Fe3+氧化性的相關(guān)問(wèn)題,某小組同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn): 已知:相關(guān)物質(zhì)的溶解度(20℃)AgCl:1.510-4g Ag2SO4:0.796 g (1)甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)如下: 序號(hào) 操作 現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)Ⅰ 將2 mL 1 mol/L AgNO3 溶液加入到1 mL 1 mol/L FeSO4溶液中 產(chǎn)生白色沉淀,隨后有黑色固體產(chǎn)生 取上層清液,滴加KSCN 溶液 溶液變紅 注:經(jīng)檢驗(yàn)黑色固體為Ag ① 白色沉淀的化學(xué)式是_____________。 ② 甲同學(xué)得出Ag+氧化了Fe2+的依據(jù)是_______________。 (2)乙同學(xué)為探究Ag+和Fe2+反應(yīng)的程度,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅱ。 a.按右圖連接裝置并加入藥品(鹽橋中的物質(zhì)不參與反應(yīng)),發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏移。偏移的方向表明:電子由石墨經(jīng)導(dǎo)線流向銀。放置一段時(shí)間后,指針偏移減小。 b.隨后向甲燒杯中逐漸加入濃Fe2(SO4)3溶液,發(fā)現(xiàn)電壓表指針的變化依次為:偏移減小→回到零點(diǎn)→逆向偏移。 ① a中甲燒杯里的電極反應(yīng)式是___________。 ② b中電壓表指針逆向偏移后,銀為_(kāi)________極(填“正”或“負(fù)”)。 ③ 由實(shí)驗(yàn)得出Ag+和Fe2+反應(yīng)的離子方程式是___________。 (3)為進(jìn)一步驗(yàn)證乙同學(xué)的結(jié)論,丙同學(xué)又進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn): 序號(hào) 操作 現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)Ⅲ 將2 mL 2 mol/L Fe(NO3)3溶液加入有銀鏡的試管中 銀鏡消失 實(shí)驗(yàn)Ⅳ 將2 mL1 mol/L Fe2(SO4)3溶液加入有銀鏡的試管中 銀鏡減少,未消失 實(shí)驗(yàn)Ⅴ 將2 mL 2 mol/L FeCl3溶液加入有銀鏡的試管中 銀鏡消失 ① 實(shí)驗(yàn)Ⅲ___________(填“能”或“不能”)證明Fe3+氧化了Ag,理由是_____________。 ② 用化學(xué)反應(yīng)原理解釋實(shí)驗(yàn)Ⅳ與Ⅴ的現(xiàn)象有所不同的原因:_____________。 【答案】(1)①Ag2SO4;② 有黑色固體(Ag )生成,加入KSCN 溶液后變紅; (2)①Fe2+-e-=Fe3+ ;② 負(fù);③Fe2+ +Ag+Fe3+ +Ag; (3)① 不能;因?yàn)镕e(NO3 ) 3溶液呈酸性,酸性條件下NO3-也可能氧化Ag; ② 溶液中存在平衡:Fe3+ +AgFe2+ +Ag+,且 AgCl比Ag2SO4溶解度更小,Cl-比SO42-更有利于降低Ag+ 濃度,所以實(shí)驗(yàn)Ⅴ比實(shí)驗(yàn)Ⅳ正向進(jìn)行的程度更大(或促使平衡正向移動(dòng),銀鏡溶解)。 考點(diǎn):考查了性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、鐵及其化合物的性質(zhì)的相關(guān)知識(shí)。 2. 如圖為原電池裝置示意圖: (1)若A為Zn,B為石墨棒,電解質(zhì)溶液為稀硫酸,寫(xiě)出負(fù)極的電極反應(yīng)式 (2)若A為銅片,B為石墨棒,電解質(zhì)為FeCl3溶液,則銅片為 極(填正或負(fù)),寫(xiě)出正極電極反應(yīng)式 (3)若A、B均為鉑片,電解質(zhì)為KOH溶液,分別從A、B兩極通入H2和O2,該電池即為氫氧燃料電池,該電池的總反應(yīng)為 。當(dāng)外電路有6.02X1022 個(gè)電子通過(guò),則該電池正極消耗氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況) L。 【答案】(9分)(1)Zn-2e-=Zn2+(2分)(2)負(fù)(1分) Fe3++e-=Fe2+(2分)(3)2H2+O2=2H2O(2分)0.56L(2分) 【解析】 試題分析:(1)鋅和石墨組成原電池,鋅為負(fù)極,失去電子生成鋅離子,故電極反應(yīng)為Zn-2e-=Zn2+。 (2)銅和石墨為電極材料,氯化鐵為電解質(zhì)溶液,則銅為負(fù)極,正極是溶液中的鐵離子得到電子變成亞鐵離子,故電極反應(yīng)為:Fe3++e-=Fe2+。 (3)氫氧燃料電池的總反應(yīng)為氫氣和氧氣反應(yīng)生成水2H2+O2=2H2O,每摩爾氧氣反應(yīng)轉(zhuǎn)移4摩爾電子所以但有0.1摩爾電子轉(zhuǎn)移時(shí),消耗0.025氧氣,標(biāo)況下的體積為0.56L。 考點(diǎn):原電池的原理 3.某學(xué)生利用下面實(shí)驗(yàn)裝置探究鹽橋式原電池的工作原理(Cu 64)。 按照實(shí)驗(yàn)步驟依次回答下列問(wèn)題: (1)導(dǎo)線中電子流向?yàn)? (用a、b 表示)。 (2) 寫(xiě)出裝置中鋅電極上的電極反應(yīng)式: ; (3)若裝置中銅電極的質(zhì)量增加0.64g,則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為 ;(不許用“NA”表示 ) (4)裝置中鹽橋中除添加瓊脂外,還要添加KCl的飽和溶液,電池工作時(shí),對(duì)鹽橋中的K+,Cl-的移動(dòng)方向描述正確的是 。 A.鹽橋中的K+向左側(cè)燒杯移動(dòng)、Cl-向右側(cè)燒杯移動(dòng) B.鹽橋中的K+向右側(cè)燒杯移動(dòng)、Cl-向左側(cè)燒杯移動(dòng) C.鹽橋中的K+、Cl-都向右側(cè)燒杯移動(dòng) D.鹽橋中的K+、Cl-幾乎都不移動(dòng) (5)若ZnSO4溶液中含有雜質(zhì)Cu2+,會(huì)加速Zn電極的腐蝕、還可能導(dǎo)致電流在較短時(shí)間內(nèi)衰減。欲除去Cu2+,最好選用下列試劑中的 (填代號(hào))。 A. NaOH B.Zn C.Fe D.H2SO4 (6)反應(yīng)一段時(shí)間后右側(cè)燒杯中Cu2+濃度是 (填增大 減小或不變) 【答案】(1)由a到b(或a→b);(2) Zn―2e―=Zn2+ (3)1.2041022 (4)B (有錯(cuò)不得分) (5) B (有錯(cuò)不得分) (6) 減小 考點(diǎn):考查原電池和電解池,側(cè)重反應(yīng)原理的考查。 4.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)極反應(yīng)物的還原性越強(qiáng),或正極反應(yīng)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 Ⅰ Fe pH=2的 H2SO4 連接裝置后,石墨表面產(chǎn)生無(wú)色氣泡;電壓表指針偏轉(zhuǎn) Ⅱ Cu pH=2的H2SO4 連接裝置后,石墨表面無(wú)明顯現(xiàn)象;電壓表指針偏轉(zhuǎn),記錄讀數(shù)為a ①同學(xué)們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)Ⅰ中鐵主要發(fā)生了析氫腐蝕,其正極反應(yīng)式是_________。 ②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_________;乙同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)Ⅱ中應(yīng)發(fā)生吸氧腐蝕,其正極的電極反應(yīng)式是_________。 (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)Ⅱ指針偏轉(zhuǎn)原因及影響O2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 H2SO4 溶液表面用煤油覆蓋,連接裝置后,電壓表指針微微偏轉(zhuǎn),記錄讀數(shù)為b Ⅳ pH=2的H2SO4 在石墨一側(cè)緩慢通入O2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Na2SO4溶液混合后,插入電極,保持O2通入,電壓表讀數(shù)仍為c Ⅴ pH=12的NaOH 在石墨一側(cè)緩慢通入O2并連接裝置,電壓表指針偏轉(zhuǎn),記錄讀數(shù)為d ①丙同學(xué)比較實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的電壓表讀數(shù)為:c>a>b,請(qǐng)解釋原因是_________。 ②丁同學(xué)對(duì)Ⅳ、Ⅴ進(jìn)行比較,其目的是探究對(duì)O2氧化性的_________影響。 ③實(shí)驗(yàn)Ⅳ中加入Na2SO4溶液的目的是_________。 ④為達(dá)到丁同學(xué)的目的,經(jīng)討論,同學(xué)們認(rèn)為應(yīng)改用右圖裝置對(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′、d′,且c′>d′,由此得出的結(jié)論是_________。 【答案】(1)①2H+ + 2e- = H2↑;②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)①O2濃度越大,其氧化性越強(qiáng),使電壓值增大;②溶液的酸堿性; ③排除溶液中的Na+(或SO42-)對(duì)實(shí)驗(yàn)的可能干擾;④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),O2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) 考點(diǎn):考查了原電池原理的工作原理的相關(guān)知識(shí)。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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