- 原电池工作原理的实验探究
- 共4125题
(6分)利用Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2反应，设计一个原电池，写出电极反应式。
正确答案
（每空2分，共6分）
原电池如图：
负极（Cu）：Cu －2e—= Cu2+ 正极（C）：2Fe3+ +2e—= 2Fe2+
略
甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒（如下图）。请回答下列问题：
(1)若两池中均盛放CuSO4溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是：甲池中的 棒；乙池中的 棒。
②在乙池中阳极的电极反应式是 。
(2)若两池中均盛放饱和NaCl溶液。
①写出乙池中发生总反应的离子方程式 。
②将湿润的淀粉KI试纸放在乙池附近，发现试纸变蓝，待一段时间后又发现蓝色褪去，这是因为过量的Cl2将生成的I2氧化。若反应的Cl2和I2的物质的量之比为5:1，且生成两种酸。该反应的化学方程式为 。
③若乙池转移0.02mol电子后停止实验，池中溶液的体积是200mL，则溶液混匀后的pH= 。
正确答案
(1)① 碳(C )；铁(Fe) (2分) ② 4OH――4e－＝2H2O + O2↑ (2分)
(2)①2Cl－+2H2O
试题分析：（1）①根据装置图可知，甲池为原电池，原电池中活泼金属做负极，发生氧化反应，碳棒做正极，有Cu析出。乙池为电解池，外电路电子流向电源正极，所以碳棒为阳极，放出氯气。阴极铁电极上发生还原反应有Cu析出。
②乙池中，惰性电极为阳极，电解硫酸铜溶液，阳极氢氧根离子放电生成氧气，电极反应为4OH――4e－＝2H2O + O2↑。
（2）①若电解质溶液为饱和氯化钠溶液，则乙池就是用惰性电极为阳极电解氯化钠溶液，总的离子反应方程式为2Cl－+2H2O
②反应的Cl2和I2的物质的量之比为5:1，且生成两种酸，其中一种是盐酸。根据电子的得失守恒可知碘元素的化合价应该升高到＋5价，所以氧化产物是碘酸，因此反应的方程式是5Cl2 + I2 + 6H2O＝10HCl + 2HIO3。
③电解氯化钠溶液的方程式为2Cl－+2H2O
点评：该题是中等难度的试题，也是高考中的常见题型。试题难易适中，在注重对学生基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生能力的培养。答题时要明确不同装置中所发生的电极反应，熟悉原电池和电解池的工作原理即可解答。
对于锌、铜和稀硫酸组成的原电池。Zn是 ① 极（填正或负），发生的反应类型为 ② （填氧化或还原）反应， ③ 片（填锌、铜）上有气泡产生，该气体是 ④ （填氢气、氧气） ， 电子由⑤ 片通过导线流向 ⑥ 片（填锌、铜），溶液中的H+移向 ⑦ 极（填正或负），溶液中的H+浓度 ⑧ ，（填增大、不变或减小 ），该装置能将 ⑨ 能转变为 ⑩ 能。
正确答案
负；氧化；铜；氢气；锌；铜；正；减小；化学；电
考查原电池的概念及有关判断。在原电池中较活泼的金属作负极失去电子，被氧化，发生氧化反应。不活泼的金属作正极，负极所失去的电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，在正极上得到电子，发生还原反应。锌比铜活泼，锌是负极，铜是正极。
（每空1分共计10分）由铜、锌和稀盐酸组成的原电池中，
①铜是 极，发生 反应，电流的方向从 极到 极；锌是 极，发生 反应，电极反应式是 。
②当导线中有1 mol电子通过时，理论上锌片质量 （填增加或减少） g
③铜片
正确答案
(1)正极 还原 正极到负极 负极 氧化 Zn +2e-=Zn2+
(2)减少 32.5g ③氢气
略
（17分）I．KNO3俗名硝石，是一种重要的化工原料，在农业上用途十分广泛，下面是一种KNO3制备方法的主要步骤：
（1）反应Ⅰ中，CaSO4与NH4HCO3的物质的量之比为1︰2，该反应的化学方程式为 。
（2）反应Ⅱ需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是 ；从反应Ⅳ所得混合物中分离出CaSO4的方法是 （填“趁热过滤”、“冷却过滤”）。
（3）检验反应Ⅱ所得K2SO4中是否混有KCl的方法是：取少量K2SO4样品溶解于水， 。
（4）整个流程中，可循环利用的物质除(NH4)2SO4外，还有 （填化学式）。
（5）将硝酸与浓KCl溶液混合，也可得到KNO3，同时生成等体积的气体A和气体B。B是三原子分子，B与O2反应生成1体积黄绿色气体A和2体积红棕色气体C。B的分子式为 。
II．（1）工业上可采用电化学的方法获得N2H4，装置如右图所示，则通入氧气的 一极为 （填“正极”、“负极”），NH3反应的电极反应式为 。
（2）肼（N2H4）可以在纯氧中燃烧生成氮气和水，为了充分利用其能量， 有人设计了原电池装置，电极材料是多孔石墨电极，电解质为能够传导H+的固体电解质，请写出负极反应式 。
正确答案
I.（每空2分）（1）CaSO4＋2NH4HCO3＝CaCO3↓＋(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑
（2）分离NH4Cl与K2SO4，加快化学反应速率 ； 趁热过滤
（3）加入Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明K2SO4中混有KCl
（4）CaSO4、KNO3
（5）NOCl
II.（1）正极（1分）2NH3—2e‾+2OH‾=N2H4+2H2O（2分）
（2）N2H4—4e‾=N2+4H+（2分）
试题分析：I.（1）根据流程图可知反应物有CaSO4和NH4HCO3、生成物有CaCO3、(NH4)2SO4、CO2、H2O，配平可得化学方程式：CaSO4＋2NH4HCO3＝CaCO3↓＋(NH4)2SO4＋H2O＋CO2↑
（2）反应Ⅱ生成K2SO4和NH4Cl，所以在干态、加热的条件下进行，有利于分离NH4Cl与K2SO4，加快化学反应速率 ；KNO3的溶解度受温度影响大，温度低时小，为了防止KNO3结晶，提高KNO3的产率，应趁热过滤。
（3）要检验K2SO4中是否混有KCl，需要排除SO42‾的干扰，所以正确方法为：取少量K2SO4样品溶解于水，加入Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀，静置，向上层清液中滴加AgNO3溶液，若有沉淀生成，说明K2SO4中混有KCl，反之，不含KCl。
（4）根据化学流程图，CaSO4、KNO3可循环使用。
（5）B是三原子分子，B与O2反应生成1体积气体A和2体积红棕色气体C，C应为NO2，黄绿色气体应为Cl2，则B中含有N元素和Cl元素，反应的方程式应为2B+O2=Cl2+2NO2，可知B的分子式为NOCl。
II.（1）NH3转化为N2H4，N元素化合价升高，NH3作还原剂，氧气作氧化剂，所以通入氧气的电极为正极；NH3失去电子转化为N2H4，根据化合价的变化配平可得电极方程式：2NH3—2e‾+2OH‾=N2H4+2H2O
（2）肼（N2H4）可以在纯氧中燃烧生成氮气和水，电解质为能够传导H+的固体电解质，所以负极上N2H4失电子生成N2和H+，电极方程式为：N2H4—4e‾=N2+4H+
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