Question

【題目】化學電源在生產生活中有著廣泛的應用，請回答下列問題：

(1)根據構成原電池的本質判斷，下列方程式正確且能設計成原電池的是________。

A.KOH+HCl=KCl+H2O

B.Cu+Fe3+=Fe2++Cu2+

C.Na2O+H2O=2NaOH

D.Fe+H2SO4=FeSO4+H2

(2)為了探究化學反應中的能量變化，某同學設計了如下兩個實驗(圖Ⅰ、圖Ⅱ中除連接的銅棒不同外，其他均相同)。有關實驗現象，下列說法正確的是___________。

A.圖Ⅰ中溫度計的示數高于圖Ⅱ的示數

B.圖Ⅰ和圖Ⅱ中溫度計的示數相等，且均高于室溫

C.圖Ⅰ和圖Ⅱ的氣泡均產生于鋅棒表面

D.圖Ⅱ中產生氣體的速度比Ⅰ快

(3)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池，若該電池中兩電極的總質量為80，工作一段時間后，取出二者洗凈，干燥后稱重，總質量為54g，則產生氫氣的體積_____mL(標準狀況)

(4)將鋁片和鎂片放入氫氧化鈉溶液中，負極的電極反應式為：______________

Answer 1

【答案】D AD 8960mL Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O

【解析】

(1)利用構成原電池的條件進行分析；

(2)從原電池能量的利用、影響化學反應速率的因素等角度進行分析；

(3)根據電極反應式，前后質量差應是消耗的鋅的質量，然后進行分析；

(4)鋁片能與氫氧化鈉溶液發生反應，鎂不與氫氧化鈉溶液反應，因此Al為負極，然后進行分析；

(1)依據原電池是自發進行的氧化還原反應判斷；

A.該反應為復分解反應，不是氧化還原反應，故A不符合題意；

B.該反應電荷不守恒，離子方程式不正確，故B不符合題意；

C.該反應不存在化合價變化，不屬于氧化還原反應，故C不符合題意；

D.該反應是自發進行的氧化還原反應，可以設計成原電池，故D符合題意；

(2)圖I中發生的是鋅的化學腐蝕，圖II形成銅鋅原電池，

A.圖I主要是將化學能轉化為熱能，圖II主要是將化學能轉化為電能，則圖I中溫度計的示數高于圖II的示數，故A符合題意；

B.根據選項A的分析，兩個裝置溫度計中示數不相等，但均高于室溫，故B錯誤；

C.圖Ⅱ為原電池，Cu為正極，銅的表面有氣泡產生，故C錯誤；

D.利用原電池反應可以加快反應速率，圖Ⅱ中產生氣體的速率比I快，故D正確；

答案：AD；

(3)鋅比銀活潑，鋅為負極，電極反應式為Zn－2e－=Zn2＋，鋅極質量減少，銀極為正極，電極反應式為2H＋＋2e－=H2↑，電極質量不變，因此反應前后電極總質量差為消耗鋅極的質量，即消耗鋅極的質量為(80－54)g=26g，其物質的量為0.4mol，建立關系是Zn～2e－～H2，產生氫氣的體積為0.4mol×22.4L·mol－1=8.96L，即為8960mL；

(4)雖然鎂比鋁活潑，但鋁單質能與氫氧化鈉溶液發生氧化還原反應，鎂不與氫氧化鈉溶液反應，因此Al為負極，Mg為正極，電極反應式為Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O。