- 原电池工作原理的实验探究
- 共4125题
（1）该原电池的负极是______．
（2）正极的电极反应为______．
（3）实验时，该同学如何判断装置的正负极______．
正确答案
解：（1）该装置符合原电池的构成条件，所以属于原电池，锌易失电子而作负极，故答案为：Zn；
（2）该原电池中，锌易失电子而作负极，则铜是正极，正极上铜离子得电子发生还原反应生成铜，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，故答案为：Cu2++2e-=Cu；
（3）实验时，学生可以根据电流表指针的方向判断正负极，所以只要在两极间安装电流表，观察电流表指针的方向即可判断正负极，故答案为：在两极间安装电流表，观察电流表指针的方向．
解析
解：（1）该装置符合原电池的构成条件，所以属于原电池，锌易失电子而作负极，故答案为：Zn；
（2）该原电池中，锌易失电子而作负极，则铜是正极，正极上铜离子得电子发生还原反应生成铜，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，故答案为：Cu2++2e-=Cu；
（3）实验时，学生可以根据电流表指针的方向判断正负极，所以只要在两极间安装电流表，观察电流表指针的方向即可判断正负极，故答案为：在两极间安装电流表，观察电流表指针的方向．
按照实验步骤依次回答下列问题：
（1）导线中电子流向为______（用a、b 表示）．
（2）写出装置中锌电极上的电极反应式：______；
（3）若装置中铜电极的质量增加0.64g，则导线中转移的电子数目为______；
（4）装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K+、Cl-的移动方向表述正确的是______．
a．盐桥中的K+向左侧烧杯移动、Cl-向右侧烧杯移动
b．盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动
c．盐桥中的K+、Cl-都向右侧烧杯移动
d．盐桥中的K+、Cl-几乎都不移动．
正确答案
解：（1）锌铜原电池中，锌比铜活泼，故锌为负极，铜为正极．原电池中，电子由负极流向正极，故电子的流向为a→b，故答案为：a→b；
（2）Zn为负极，锌电极上的电极反应式为 Zn-2e-=Zn2+，故答案为：Zn-2e-=Zn2+；
（3）0.64g铜物质的量为0.01mol，由电极反应式Cu2++2e-=Cu可知，生成1mol铜，转移2mol电子，故生成0.01mol铜，导线中转移0.02mol电子，电子数目为0.02NA，
故答案为：0.02NA ；
（4）左侧烧杯中锌失电子变成锌离子，使得锌电极附近带正电荷，吸引阴离子向左侧烧杯移动，右侧烧杯中铜离子得到电子变成铜，使得铜电极附近带负电荷，吸引阳离子向右侧烧杯移动，故盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动，故答案为：B．
解析
解：（1）锌铜原电池中，锌比铜活泼，故锌为负极，铜为正极．原电池中，电子由负极流向正极，故电子的流向为a→b，故答案为：a→b；
（2）Zn为负极，锌电极上的电极反应式为 Zn-2e-=Zn2+，故答案为：Zn-2e-=Zn2+；
（3）0.64g铜物质的量为0.01mol，由电极反应式Cu2++2e-=Cu可知，生成1mol铜，转移2mol电子，故生成0.01mol铜，导线中转移0.02mol电子，电子数目为0.02NA，
故答案为：0.02NA ；
（4）左侧烧杯中锌失电子变成锌离子，使得锌电极附近带正电荷，吸引阴离子向左侧烧杯移动，右侧烧杯中铜离子得到电子变成铜，使得铜电极附近带负电荷，吸引阳离子向右侧烧杯移动，故盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动，故答案为：B．
某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果如下．试根据下表中的实验现象回答下列问题：
（1）写出实验3中的电极反应式和电池总反应方程式：
正极反应式：______；
负极反应式：______；
电池总反应方程式：______．
（2）实验4中Al作______极，写出Al电极的电极反应式：______．
（3）解释实验5中电流计指针偏向Al的原因：______．
（4）根据实验结果总结：在原电池中金属铝作正极还是作负极受到哪些因素的影响：______．
正确答案
6H++6e-═3H2↑
2Al-6e-═2Al3+
2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑
负
Al-3e-+4OH-═AlO2-+2H2O
Al遇浓硝酸发生钝化，发生Zn与浓硝酸的氧化还原反应，Zn作负极，Al作正极，电流由正极流向负极，所以电流计指针偏向铝
自发的氧化还原反应中金属铝是否参与反应，金属铝参加反应，失电子，做负极，反之作正极
解析
解：（1）实验3中Al为负极，电极反应为2Al-6e-═2Al3+，石墨为正极，其电极反应为6H++6e-═3H2↑，电池总反应为2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑，
故答案为：6H++6e-═3H2↑；2Al-6e-═2Al3+；2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑；
（2）实验4中Mg不与naOH溶液发生反应，而发生2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，Al失去电子，则Al为负极，负极反应为：Al-3e-+4OH-═AlO2-+2H2O，
故答案为：负；Al-3e-+4OH-═AlO2-+2H2O；
（3）实验5中Al遇浓硝酸发生钝化，发生Zn与浓硝酸的氧化还原反应，Zn作负极，Al作正极，电流由正极流向负极，所以电流计指针偏向铝，
故答案为：Al遇浓硝酸发生钝化，发生Zn与浓硝酸的氧化还原反应，Zn作负极，Al作正极，电流由正极流向负极，所以电流计指针偏向铝；
（4）在原电池中金属铝作正极还是作负极，一定要看自发的氧化还原反应中金属铝是否参与反应，金属铝参加反应，失电子，做负极，反之作正极，
故答案为：自发的氧化还原反应中金属铝是否参与反应，金属铝参加反应，失电子，做负极，反之作正极．
某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了一系列实验，实验结果记录如下：
请根据上表中的实验记录回答下列问题：
（1）实验1、2中的Al所作的电极是否相同？______．
（2）在实验3中，Al作______极，电极反应式为______，电池总反应式为______．
（3）实验4中的Al作正极还是负极？______，原因是______．
（4）解释实验5中电流计指针偏向Al的原因：______．
（5）根据实验结果，总结在原电池中金属铝作正极还是负极受到哪些因素的影响？______．
正确答案
解：（1）实验1中，氧化还原反应发生在金属镁和稀盐酸之间，失电子的是金属镁，为负极金属，实验2中，氧化还原反应发生在金属铝和稀盐酸之间，失电子的是金属铝，为负极金属，所以实验1、2中Al所作的电极不相同，
故答案为：不同；
（2）Al、石墨、盐酸构成的原电池中，较活泼的金属铝做负极，电极反应为：2Al-6e-→2Al3+；石墨电极为正极，电极反应为：6H++6e-→3H2↑，电极总反应为：2Al+6H+═2Al3++3H2↑，
故答案为：负极；2Al-6e-→2Al3+；2Al+6H+═2Al3++3H2↑；
（3）实验4中，金属铝和氢氧化钠溶液可以发生自发的氧化还原反应，而镁不与氢氧化钠溶液反应，所以失电子的是金属铝，铝为原电池的负极，故答案为：负极；因为铝能与氢氧化钠溶液反应而镁不能；
（4）实验5中Al遇浓硝酸发生钝化，Zn与浓硝酸发生氧化还原反应，Zn作负极，Al作正极，电子由正极流向负极，所以电流计指针偏向铝，
故答案为：因为铝被浓硝酸钝化，锌与浓硝酸发生氧化还原反应；
（5）在原电池中金属铝作正极还是作负极，关键是看自发的氧化还原反应中金属铝是否参与反应，金属铝参加反应，失电子，做负极，反之作正极，即金属铝作正极还是负极的影响因素为：电解质溶液、铝的性质、另一电极材料的活动性强弱，
故答案为：电解质溶液、铝的性质、另一电极材料的活动性强弱．
解析
解：（1）实验1中，氧化还原反应发生在金属镁和稀盐酸之间，失电子的是金属镁，为负极金属，实验2中，氧化还原反应发生在金属铝和稀盐酸之间，失电子的是金属铝，为负极金属，所以实验1、2中Al所作的电极不相同，
故答案为：不同；
（2）Al、石墨、盐酸构成的原电池中，较活泼的金属铝做负极，电极反应为：2Al-6e-→2Al3+；石墨电极为正极，电极反应为：6H++6e-→3H2↑，电极总反应为：2Al+6H+═2Al3++3H2↑，
故答案为：负极；2Al-6e-→2Al3+；2Al+6H+═2Al3++3H2↑；
（3）实验4中，金属铝和氢氧化钠溶液可以发生自发的氧化还原反应，而镁不与氢氧化钠溶液反应，所以失电子的是金属铝，铝为原电池的负极，故答案为：负极；因为铝能与氢氧化钠溶液反应而镁不能；
（4）实验5中Al遇浓硝酸发生钝化，Zn与浓硝酸发生氧化还原反应，Zn作负极，Al作正极，电子由正极流向负极，所以电流计指针偏向铝，
故答案为：因为铝被浓硝酸钝化，锌与浓硝酸发生氧化还原反应；
（5）在原电池中金属铝作正极还是作负极，关键是看自发的氧化还原反应中金属铝是否参与反应，金属铝参加反应，失电子，做负极，反之作正极，即金属铝作正极还是负极的影响因素为：电解质溶液、铝的性质、另一电极材料的活动性强弱，
故答案为：电解质溶液、铝的性质、另一电极材料的活动性强弱．
有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol/LH2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol/LNaOH溶液中，如图：
（1）写出甲池中正极的电极反应式：______，负极的电极反应式：______．
（2）写出乙池中负极的电极反应式：______，乙池中总反应的离子方程式：______．
（3）如果甲和乙同学均认为，“构成原电池的电极材料如果都是金属，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．
（4）由此实验，可得到如下哪些正确结论：______
A、利用原电池反应判断金属活动性顺序时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，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析．
（5）丙同学依据甲、乙同学的思路，设计如下实验：将铝片和铜片用导线相连．一组插入浓硝酸中，一组插入稀NaOH溶液中，分别形成了原电池．
①在这两个原电池中，负极分别为______．
A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片 D．铜片、铜片
②写出插入浓硝酸中形成原电池的总反应化学方程式______．
正确答案
Mg-2e-=Mg2+
2H++2e-=H2↑
Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O
2Al+2OH-+2H2O=AlO2-+3H2↑
Mg
Al
AD
B
Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O
解析
解：（1）甲中镁易失电子作负极、Al作正极，负极上镁发生氧化反应、正极上氢离子发生还原反应，负极反应为Mg-2e-=Mg2+，正极反应为2H++2e-=H2↑，
故答案为：Mg-2e-=Mg2+；2H++2e-=H2↑；
（2）乙池中铝易失电子作负极，负极上铝失电子发生氧化反应，电极反应式为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，镁作正极，正极发生还原反应，总反应为2Al+2OH-+2H2O=AlO2-+3H2↑，
故答案为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O；2Al+2OH-+2H2O=AlO2-+3H2↑；
（3）甲中镁作负极、乙中铝作负极，根据作负极的金属活泼性强判断，甲中镁活动性强、乙中铝活动性强，
故答案为：Mg；Al；
（4）A．根据甲、乙中电极反应式知，原电池正负极与电解质溶液有关，故A正确；
B．镁的金属性大于铝，但失电子难易程度与电解质溶液有关，故B错误；
C．该实验说明电解质溶液性质影响电极的正负极，不能说明金属活动性顺序没有使用价值，故C错误；
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应与条件有关，电极材料相同其反应条件不同导致其产物不同，所以应具体问题具体分析，故D正确；
故答案为：AD；
（5）①铝片和铜片插入浓HNO3溶液中，金属铝会钝化，金属铜和浓硝酸之间会发生自发的氧化还原反应，此时金属铜时负极，金属铝是正极；
插入稀NaOH溶液中，金属铜和它不反应，金属铝能和氢氧化钠发生自发的氧化还原反应，此时金属铝是负极，金属铜是正极；
故答案为：B；
②插入浓硝酸中形成原电池中，总反应为铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，即：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，
故答案为：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O．
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