- 原电池的设计
- 共53题
（1）铜锌原电池装置如图．请回答：
①简述实验现象____________；
②取出盐桥时右边烧杯中溶液带______电荷（填“正”或“负”）．
（2）已知某原电池的反应原理是：Zn（s）+Fe2+（aq）=Zn2+（aq）+Fe（s）．
请在方框中画出该原电池装置简图（要求含盐桥）并标出外电路的电子流向．
正确答案
解：（1）①该装置能自发的进行氧化还原反应，符合原电池构成条件，所以属于原电池，放电上，锌易失电子发生氧化反应生成锌离子而作负极，所以锌逐渐被溶解，铜作正极，铜电极上铜离子得电子发生还原反应生成铜，所以正极上电极质量增加，放电过程中有电子通过，所以能产生电流，则电流计指针偏转，
故答案为：电流计指针偏转，锌电极逐渐溶解，铜电极质量增加；
②放电时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，所以取出盐桥时右边烧杯中溶液带负电荷，故答案为：负；
（2）根据电池反应式知，锌易失电子作负极，锌对应的电解质溶液为可溶性的锌盐，如硫酸锌，亚铁离子得电子生成铁，则铁作正极，铁电极对应的电解质溶液为可溶性的亚铁盐，如硫酸亚铁，电子从负极锌沿导线流向正极铁，所以其装置图为
故答案为：
解析
解：（1）①该装置能自发的进行氧化还原反应，符合原电池构成条件，所以属于原电池，放电上，锌易失电子发生氧化反应生成锌离子而作负极，所以锌逐渐被溶解，铜作正极，铜电极上铜离子得电子发生还原反应生成铜，所以正极上电极质量增加，放电过程中有电子通过，所以能产生电流，则电流计指针偏转，
故答案为：电流计指针偏转，锌电极逐渐溶解，铜电极质量增加；
②放电时，电子从负极锌沿导线流向正极铜，所以取出盐桥时右边烧杯中溶液带负电荷，故答案为：负；
（2）根据电池反应式知，锌易失电子作负极，锌对应的电解质溶液为可溶性的锌盐，如硫酸锌，亚铁离子得电子生成铁，则铁作正极，铁电极对应的电解质溶液为可溶性的亚铁盐，如硫酸亚铁，电子从负极锌沿导线流向正极铁，所以其装置图为
故答案为：
（A）NaOH+HCl═NaCl+H2O；
（B）2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2
（1）根据两反应本质，判断能否设计成原电池A______B______（填能或不能）
（2）如果可以，在方框中画出其原电池装置图，在图上标明正负极、电子流动方向，并写出正、负极材料及其电极反应式，电解质溶液名称
正极材料______，电极方程式______；负极材料______，电极方程式______；电解质溶液名称______．
正确答案
解：（1）（A）NaOH+HCl=NaCl+H2O不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，（B）2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2是自发进行的放热的氧化还原反应，所以能设计成原电池，
故答案为：不能；能；
（2）在2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2反应中，FeCl3被还原，为正极反应，可用碳棒作正极，电极反应为2Fe3++2e-=2Fe2+，Cu被氧化，为原电池负极反应，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，该反应中FeCl3得电子发生还原反应，所以电解质溶液是FeCl3溶液，
故答案为：碳棒；2Fe3++2e-=2Fe2+；铜片；Cu-2e-=Cu2+；氯化铁溶液．
解析
解：（1）（A）NaOH+HCl=NaCl+H2O不是氧化还原反应，所以不能设计成原电池，（B）2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2是自发进行的放热的氧化还原反应，所以能设计成原电池，
故答案为：不能；能；
（2）在2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2反应中，FeCl3被还原，为正极反应，可用碳棒作正极，电极反应为2Fe3++2e-=2Fe2+，Cu被氧化，为原电池负极反应，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，该反应中FeCl3得电子发生还原反应，所以电解质溶液是FeCl3溶液，
故答案为：碳棒；2Fe3++2e-=2Fe2+；铜片；Cu-2e-=Cu2+；氯化铁溶液．
在理论上不能用于设计原电池的化学反应是______．
A．CH4（g）+2O2（g）═C O2（g）+2H2O（1）△H＜0
B．Ba（OH）2•8H2O（s）+2NH4Cl（s）═BaCl2（aq）+2NH3•H2O（aq）+8H2O（1）△H＞0
C.4Al（s）+6H2O（1）+3O2（g）═4Al（OH）3（s）△H＜0
D．Zn（s）+2MnO2（s）+2H2O（1）═2MnOOH（s）+Zn（OH）2（s）△H＜0
若你认为A可以设计成原电池，创造碱性环境，请写出负极的电极反应式为______（若你认为不能此空不填）．
正确答案
解：A．该反应属于自发进行的放热的氧化还原反应，能设计成原电池，故A正确；
B．该反应不属于氧化还原反应，不能设计成原电池，故B错误；
C．该反应属于自发进行的放热的氧化还原反应，能设计成原电池，故C正确；
D、该反应属于自发进行的放热的氧化还原反应，能设计成原电池，故D正确；
A可以设计成原电池，创造碱性环境，燃料电池的负极上是甲烷失电子的氧化反应，碱向环境下，发生的电极反应为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．
故答案为：B；CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．
解析
解：A．该反应属于自发进行的放热的氧化还原反应，能设计成原电池，故A正确；
B．该反应不属于氧化还原反应，不能设计成原电池，故B错误；
C．该反应属于自发进行的放热的氧化还原反应，能设计成原电池，故C正确；
D、该反应属于自发进行的放热的氧化还原反应，能设计成原电池，故D正确；
A可以设计成原电池，创造碱性环境，燃料电池的负极上是甲烷失电子的氧化反应，碱向环境下，发生的电极反应为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．
故答案为：B；CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．
（1）某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图装置．
①a和b不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是______．
②a和b用导线连接，Cu极为原电池______极（填“正”或“负”），电极反应式是______．Zn极发生______（填“氧化”或“还原”）反应．溶液中H+移向______（填“Cu”或“Zn”）极．
③无论a和b是否连接，Zn片均被腐蚀．若转移了0.2mol电子，则理论上Zn片质量减轻______g．
（2）有同学向把Ba（OH）2•8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应设计成原电池，你认为是否可行？______（填“是”或“否”），理由是______．
正确答案
解：（1）①a和b不连接时，该装置不构成原电池，锌和氢离子发生置换反应，离子反应方程式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，故答案为：Zn+2H+=Zn2++H2↑；
②a和b用导线连接，该装置构成原电池，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑；锌失电子发生氧化反应而作负极，放电时，电解质溶液中氢离子向正极铜电极移动，
故答案为：正；2H++2e-=H2↑；氧化；Cu；
③锌片减少的质量=
（2）该反应不是氧化还原反应，且是吸热反应，所以不能设计成原电池，故答案为：否；此反应为非氧化还原反应，且反应吸热．
解析
解：（1）①a和b不连接时，该装置不构成原电池，锌和氢离子发生置换反应，离子反应方程式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑，故答案为：Zn+2H+=Zn2++H2↑；
②a和b用导线连接，该装置构成原电池，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑；锌失电子发生氧化反应而作负极，放电时，电解质溶液中氢离子向正极铜电极移动，
故答案为：正；2H++2e-=H2↑；氧化；Cu；
③锌片减少的质量=
（2）该反应不是氧化还原反应，且是吸热反应，所以不能设计成原电池，故答案为：否；此反应为非氧化还原反应，且反应吸热．
（1）碱性锌锰电池的总反应式：Zn+2MnO2+2H2O═2MnOOH+Zn（OH）2，则该电池的负极反应式为______．
（2）目前碱性锌锰电池市场占有率和使用率远高于普通锌锰电池（干电池），其原因合理的有______（填序号）．
A．前者用锌粉代替了后者的锌壳，增大了反应物的接触面积，加快了反应速率
B．前者用KOH代替了后者的NH4Cl，降低了对金属外壳的腐蚀
C．前者可反复充放电，可多次使用，而后者只是一次电源
D．前者对环境无任何污染，失效后可随意丢弃，而后者不可
（3）使用以下给定的试剂和仪器：装有琼脂的饱和KCl溶液的盐桥、电流计（以A表示），其他试剂和仪器任选，请设计电化学装置证明金属活泼性Zn＞Cu，装置图画于方框中，并进行必要的文字标注．______．
正确答案
解：（1）根据电池反应式知，锌失电子化合价升高而发生氧化反应，所以锌作负极，电极反应式为Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2，
故答案为：Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2；
（2）A．反应物的接触面积越大其反应速率越快，前者用锌粉代替了后者的锌壳，增大了反应物的接触面积，加快了反应速率，故A正确；
B．氯化铵溶液呈酸性，易腐蚀金属，前者用KOH代替了后者的NH4Cl，降低了对金属外壳的腐蚀，故B正确；
C．二者都是一次电池，故C错误；
D．两者都含有重金属，都对环境有污染，所以失效后都不可随意丢弃，故D错误；
故选：AB；
（3）原电池中Zn为负极，Cu为正极，则Zn活泼性强，铜电极的电解质溶液为硫酸铜，锌电极的电解质溶液为硫酸锌溶液，原电池装置如右图，
故答案为：
解析
解：（1）根据电池反应式知，锌失电子化合价升高而发生氧化反应，所以锌作负极，电极反应式为Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2，
故答案为：Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2；
（2）A．反应物的接触面积越大其反应速率越快，前者用锌粉代替了后者的锌壳，增大了反应物的接触面积，加快了反应速率，故A正确；
B．氯化铵溶液呈酸性，易腐蚀金属，前者用KOH代替了后者的NH4Cl，降低了对金属外壳的腐蚀，故B正确；
C．二者都是一次电池，故C错误；
D．两者都含有重金属，都对环境有污染，所以失效后都不可随意丢弃，故D错误；
故选：AB；
（3）原电池中Zn为负极，Cu为正极，则Zn活泼性强，铜电极的电解质溶液为硫酸铜，锌电极的电解质溶液为硫酸锌溶液，原电池装置如右图，
故答案为：
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