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

專題24 原電池的基本原理（滿分60分 時間30分鐘）姓名： 班級： 得分： 1為探究Ag+與Fe3+氧化性的相關(guān)問題，某小組同學(xué)進行如下實驗： 已知：相關(guān)物質(zhì)的溶解度（20）AgCl：1510-4g Ag2SO4：0796 g （1）甲同學(xué)的實驗如下： 序號操作現(xiàn)象實驗將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)檢驗黑色固體為Ag 白色沉淀的化學(xué)式是_。 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，進行實驗。 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：偏移減小回到零點逆向偏移。 a中甲燒杯里的電極反應(yīng)式是_。 b中電壓表指針逆向偏移后，銀為_極（填“正”或“負(fù)”）。 由實驗得出Ag+和Fe2+反應(yīng)的離子方程式是_。（3）為進一步驗證乙同學(xué)的結(jié)論，丙同學(xué)又進行了如下實驗： 序號操作現(xiàn)象實驗將2 mL 2 mol/L Fe(NO3)3溶液加入有銀鏡的試管中銀鏡消失實驗將2 mL1 mol/L Fe2(SO4)3溶液加入有銀鏡的試管中銀鏡減少，未消失實驗將2 mL 2 mol/L FeCl3溶液加入有銀鏡的試管中銀鏡消失 實驗_（填“能”或“不能”）證明Fe3+氧化了Ag，理由是_。 用化學(xué)反應(yīng)原理解釋實驗與的現(xiàn)象有所不同的原因：_。【答案】（1）Ag2SO4； 有黑色固體（Ag ）生成，加入KSCN 溶液后變紅；（2）Fe2+e-Fe3+ ； 負(fù)；Fe2+ Ag+Fe3+ Ag；（3） 不能；因為Fe(NO3 ) 3溶液呈酸性，酸性條件下NO3-也可能氧化Ag； 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，所以實驗比實驗正向進行的程度更大（或促使平衡正向移動，銀鏡溶解）。 考點：考查了性質(zhì)實驗方案的設(shè)計、鐵及其化合物的性質(zhì)的相關(guān)知識。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 個電子通過，則該電池正極消耗氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況） L?！敬鸢浮?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，消耗0.025氧氣，標(biāo)況下的體積為0.56L?？键c：原電池的原理3某學(xué)生利用下面實驗裝置探究鹽橋式原電池的工作原理(Cu 64)。按照實驗步驟依次回答下列問題：（1）導(dǎo)線中電子流向為 (用a、b 表示)。（2） 寫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，對鹽橋中的K+，Cl-的移動方向描述正確的是 。A鹽橋中的K向左側(cè)燒杯移動、Cl向右側(cè)燒杯移動B鹽橋中的K向右側(cè)燒杯移動、Cl向左側(cè)燒杯移動C鹽橋中的K、Cl都向右側(cè)燒杯移動 D鹽橋中的K、Cl幾乎都不移動（5）若ZnSO4溶液中含有雜質(zhì)Cu2，會加速Zn電極的腐蝕、還可能導(dǎo)致電流在較短時間內(nèi)衰減。欲除去Cu2，最好選用下列試劑中的 (填代號)。A NaOH BZn CFe DH2SO4（6）反應(yīng)一段時間后右側(cè)燒杯中Cu2濃度是 (填增大 減小或不變)【答案】（1）由a到b(或ab);（2） Zn2eZn2（3）1.2041022 （4）B (有錯不得分) （5） B (有錯不得分) （6） 減小考點：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，或正極反應(yīng)物的氧化性越強，原電池的電壓越大。（1）同學(xué)們利用下表中裝置進行實驗并記錄。裝置編號電極A溶液B操作及現(xiàn)象FepH=2的 H2SO4連接裝置后，石墨表面產(chǎn)生無色氣泡；電壓表指針偏轉(zhuǎn)CupH=2的H2SO4連接裝置后，石墨表面無明顯現(xiàn)象；電壓表指針偏轉(zhuǎn)，記錄讀數(shù)為a同學(xué)們認(rèn)為實驗中鐵主要發(fā)生了析氫腐蝕，其正極反應(yīng)式是_。針對實驗現(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)為實驗中應(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)實驗，探究實驗指針偏轉(zhuǎn)原因及影響O2氧化性的因素。編號溶液B操作及現(xiàn)象經(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bpH=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cpH=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丙同學(xué)比較實驗、的電壓表讀數(shù)為：cab，請解釋原因是_。丁同學(xué)對、進行比較，其目的是探究對O2氧化性的_影響。實驗中加入Na2SO4溶液的目的是_。為達到丁同學(xué)的目的，經(jīng)討論，同學(xué)們認(rèn)為應(yīng)改用右圖裝置對、重復(fù)進行實驗，其設(shè)計意圖是_；重復(fù)實驗時，記錄電壓表讀數(shù)依次為c、d，且cd，由此得出的結(jié)論是_。【答案】（1）2H+ + 2e- = H2；在金屬活動性順序中，Cu在H后，Cu不能置換出H2；O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O （2）O2濃度越大，其氧化性越強，使電壓值增大；溶液的酸堿性；排除溶液中的Na+（或SO42-）對實驗的可能干擾；排除Cu在酸堿性不同的溶液中，其還原性不同對該實驗結(jié)果的影響；溶液酸性越強，O2的氧化性越強（介質(zhì)或環(huán)境的pH影響物質(zhì)的氧化性）考點：考查了原電池原理的工作原理的相關(guān)知識。