- 原电池
- 共33题
【实验用品】电极：镁条、铜片、铁片等．
电解质：果汁（橙汁、苹果汁、柠檬汁等）．
其他：导线、金属夹、发光二极管、500 mL烧杯．
【实验方案】①Cu-Mg原电池，电解质溶液为橙汁．
②Cu-Fe原电池，电解质溶液为苹果汁．
③Fe-Mg原电池，电解质溶液为柠檬汁．
【实验操作】用导线分别将三种方案中的金属片连接到金属夹上，分别将金属片两两插入到盛有果汁的三个500 mL的烧杯中，用发光二极管两端分别接触三种方案中金属活动性不同的金属夹．观察现象，连接方式，如图所示．
【实验现象】三种方案中发光二极管均发光．
【实验结论】原电池把化学能转变为电能．
回答下列问题：
（1）连接装置时活泼金属接在二极管的______极上，较不活泼金属接在二极管的______极上．
（2）在方案①②中铜作电极情况：______．
（3）在方案①③中镁作电极情况：______．
（4）在方案②③中铁作电极情况：______．
（5）在方案③中负极反应为______，正极反应为______，总反应的离子方程式为______．
正确答案
解：（1）二极管的正极连接电源正极，负极连接电源的正极，活泼金属作负极，应该连接二极管的负极；较不活泼金属作正极，应连接二极管的正极，
故答案为：负；正；
（2）金属活动性：Mg＞Fe＞Cu，不活泼金属做原电池的正极，所以铜作正极，
故答案为：Cu均作正极；
（3）活泼性Mg＞Fe＞Cu，则Mg活泼性较强，在原电池中作负极，
故答案为：镁均作负极；
（4）金属活泼性大小为：Mg＞Fe＞Cu，活泼金属做负极、较不活泼金属做正极，则方案②中铁作负极，方案③中铁作正极，
故答案为：方案②中铁作负极，方案③中铁作正极；
（5）在方案③中负极Mg失去电子发生氧化反应，负极反应为：Mg-2e-=Mg2+，正极氢离子得到电子生成氢气，正极反应为：2H++2e-=H2↑，总电池反应的离子方程式为：Mg+2H+=Mg2++H2↑，
故答案为：Mg-2e-Mg2+；2H++2e-=H2↑；Mg+2H+=Mg2++H2↑．
解析
解：（1）二极管的正极连接电源正极，负极连接电源的正极，活泼金属作负极，应该连接二极管的负极；较不活泼金属作正极，应连接二极管的正极，
故答案为：负；正；
（2）金属活动性：Mg＞Fe＞Cu，不活泼金属做原电池的正极，所以铜作正极，
故答案为：Cu均作正极；
（3）活泼性Mg＞Fe＞Cu，则Mg活泼性较强，在原电池中作负极，
故答案为：镁均作负极；
（4）金属活泼性大小为：Mg＞Fe＞Cu，活泼金属做负极、较不活泼金属做正极，则方案②中铁作负极，方案③中铁作正极，
故答案为：方案②中铁作负极，方案③中铁作正极；
（5）在方案③中负极Mg失去电子发生氧化反应，负极反应为：Mg-2e-=Mg2+，正极氢离子得到电子生成氢气，正极反应为：2H++2e-=H2↑，总电池反应的离子方程式为：Mg+2H+=Mg2++H2↑，
故答案为：Mg-2e-Mg2+；2H++2e-=H2↑；Mg+2H+=Mg2++H2↑．
（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．
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