2018届高考一轮复习人教版第21讲原电池学案82

2018届高考一轮复习人教版第21讲原电池学案82

第21讲　原电池 ‎【考纲要求】　理解原电池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和电池反应方程式。‎ 考点一|原电池的工作原理(基础送分型——自主学习)‎ 授课提示：对应学生用书第104页 ‎[巩固教材知识]‎ ‎1．概念：把化学能转化为电能的装置。‎ ‎2．构成条件 ‎(1)两个活泼性不同的电极(常见为金属或石墨)。‎ ‎(2)将电极插入电解质溶液中。‎ ‎(3)两电极间构成闭合回路。‎ ‎(4)能发生自发的氧化还原反应。‎ ‎3．工作原理(以铜锌原电池为例)‎ 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋‎ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 由Zn沿导线流向Cu 盐桥中离子移向 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极 ‎4.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。‎ ‎(1)在原电池中，发生氧化反应的一极是负极。(　　)‎ ‎(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强。(　　)‎ ‎(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应。(　　)‎ ‎(4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长。(　　)‎ ‎(5)任何氧化还原反应均可设计成原电池。(　　)‎ ‎(6)放热反应通过一定的装置可以将化学能变为电能，构成原电池。(　　)‎ ‎(7)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动。(　　)‎ ‎(8)原电池放电时，电流方向为电池的负极→正极。(　　)‎ 答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×‎ ‎[练透基础小题] ‎ 题点一　原电池的判断 ‎1．下面装置中，能构成原电池的是________(填序号)。‎ 答案：②④⑥⑦⑨‎ 题点二　考查原电池的工作原理 ‎2．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U形管)构成一个原电池(如图)。下列有关该原电池的叙述正确的是(　　)‎ ‎①在外电路中，电子由铜电极流向银电极 ‎②正极反应：Ag＋＋e－===Ag ‎③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ‎④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A．①②　　　　　　　　 B．①②④‎ C．②③ D．①③④‎ 解析：该原电池中铜做负极，银做正极，在外电路中，电子由铜电极流向银电极，①正确；该原电池中Ag＋在正极上得到电子，电极反应为Ag＋＋e－===Ag，②正确；实验过程中取出盐桥，不能形成闭合回路，原电池不能继续工作，③错误；该原电池的总反应为Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，④正确。‎ 答案：B ‎3.如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡，小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是(　　)‎ A．铁圈和银圈左右摇摆不定 B．保持平衡 C．铁圈向下倾斜 D．银圈向下倾斜 解析：铁圈和银圈两种活动性不同的金属相互连接组成闭合回路，放入CuSO4溶液中，构成了原电池，活泼金属铁做负极，失电子生成Fe2＋进入溶液中质量减轻：Fe－2e－===Fe2＋，电子传给了银圈，溶液中的Cu2＋在银圈上得电子生成铜单质而增重，Cu2＋＋2e－===Cu，所以铁圈向上倾斜，银圈向下倾斜。‎ 答案：D ‎[备考提醒]　原电池中的“‎3”‎个方向 ‎(1)电子方向：电子从负极流出经外电路流入正极；‎ ‎(2)电流方向：电流从正极流出经外电路流入负极；‎ ‎(3)离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。‎ 题点三　原电池正、负极的判断 ‎4.如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是(　　)‎ M N P A Zn Cu 稀H2SO4‎ B Cu Fe 稀HCl C Ag Zn AgNO3溶液 D Zn Fe Fe(NO3)3溶液 解析：在装置中电流计指针发生偏转，说明该装置构成了原电池，根据正负极的判断方法，溶解的一极为负极，增重的一极为正极，所以M棒为正极，N棒为负极，且电解质溶液能析出固体，则只有C项正确。‎ 答案：C ‎5．分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　)‎ A．①②中Mg做负极，③④中Fe做负极 B．②中Mg做正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑‎ C．③中Fe做负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋‎ D．④中Cu做正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑‎ 解析：②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子做负极，A、C错；②中电池总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO＋4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确；④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错。‎ 答案：B ‎[备考提醒]　原电池正、负极判断方法 说明：原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定做负极的思维定式。‎ 考点二|盐桥原电池(重点保分型——师生共研)‎ 授课提示：对应学生用书第105页 ‎[核心知识大通关]‎ ‎1．盐桥的组成：盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。‎ ‎2．盐桥的作用 ‎(1)使整个装置构成闭合回路，代替两溶液直接接触。‎ ‎(2)平衡电荷。‎ ‎3．单池原电池和盐桥原电池的对比 ‎(1)相同点：电极反应、原电池总反应均分别相同。‎ ‎(2)不同点 图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，会有一部分Zn与Cu2＋直接反应；除化学能转化为电能外，还有较多的化学能转化为热能。‎ 图2中不存在Zn与Cu2＋直接反应的过程；化学能转化为电能的效率较图1高；盐桥中的离子不断释放到两个池中，逐渐失去导电作用，需定期更换盐桥。‎ ‎[考向精练提考能]‎ 考向一　借助盐桥原电池考查原电池的工作原理 ‎1.如图为一种原电池，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．甲中盛硫酸锌溶液，乙中盛硫酸铜溶液，锌为阴极 B．乙中盛硫酸铜溶液，铜离子在铜电极上被氧化 C．电池工作时，盐桥中的阳离子移向甲，阴离子移向乙，溶液仍保持电中性 D．取出盐桥，电流表指针即回到零点 解析：锌为负极，不是阴极，A错误；Cu2＋在乙中得电子，被还原成Cu，B错误；甲中阳离子增多，故盐桥中阴离子进入甲，同理，盐桥中阳离子进入乙，C错误；取出盐桥后，不能构成闭合回路，故电路中无电流通过，即电流表指针回到零点，D正确。‎ 答案：D ‎2.实验发现，298 K时，在FeCl3酸性溶液中加少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示原电池装置。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．该原电池的正极反应是Zn－2e－===Zn2＋‎ B．左侧烧杯中溶液的血红色逐渐褪去 C．该电池的铂电极上有气泡出现 D．该电池总反应为3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋‎ 解析：该电池的总反应为Zn＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Zn2＋，所以左烧杯中Pt电极为正极，电极反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，右烧杯中Zn电极为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋。由于左烧杯中的Fe3＋被还原为Fe2＋，所以左烧杯中溶液的血红色逐渐褪去。‎ 答案：B 考向二　平衡移动与“盐桥”的作用 ‎3.控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是(　　)‎ A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原 C．电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流表读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极 解析：由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋得电子变成Fe2＋被还原，I－失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；电流表读数为零时，Fe3＋得电子速率等于Fe2＋失电子速率，反应达到平衡状态，C正确；D项在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移动，I2被还原为I－，乙中石墨为正极，D不正确。‎ 答案：D ‎4．(2017·山东省实验中学质检)如图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。‎ ‎(注：Na3AsO3和Na3AsO4的溶液均为无色)‎ 下列叙述中正确的是(　　)‎ A．甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转 B．甲组操作时，溶液颜色变浅 C．乙组操作时，C2做正极 D．乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2＋2e－===2I－‎ 解析：图Ⅰ不能构成原电池，A项错误；图Ⅰ烧杯中加入盐酸后，题给可逆反应向正向进行，c(I2)增大，溶液颜色加深，B项错误；图ⅡB烧杯中加入NaOH溶液后，题给反应向逆向进行，其中C2发生AsO＋2OH－－2e－===AsO＋H2O，为负极，C1发生I2＋2e－===2I－，故C项错误，D项正确。‎ 答案：D ‎[练后反思]　‎ ‎1．当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时，可逆反应达到化学平衡状态，电流表指针示数为零；当电流表指针往相反方向偏转，暗示电路中电子流向相反，说明化学平衡移动方向相反。‎ ‎2．电子流向的分析方法 改变条件，平衡移动；平衡移动，电子转移；电子转移，判断区域；根据区域，判断流向；根据流向，判断电极。‎ 考点三|原电池原理的“四”个基本应用(重点保分型——师生共研)‎ 授课提示：对应学生用书第106页 ‎[考向精练提考能]‎ 考向一　加快氧化还原反应的速率 一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。‎ ‎1．将过量的两份锌粉a、b分别加入一定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，请画出产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系图像。‎ 答案：‎ ‎2．将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液。请画出产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系图像。‎ 答案：‎ ‎3．将第2题中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，请画出产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系图像。‎ 答案：‎ ‎[练后反思]　改变Zn与H＋反应速率的方法 ‎1．加入Cu或CuSO4，形成原电池，加快反应速率，加入Cu不影响Zn的量，但加入CuSO4，Zn的量减少，是否影响产生H2的量，应根据Zn、H＋的相对量多少判断。‎ ‎2．加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与H＋反应，使c(H＋)减小，反应速率减小，但不影响生成H2的量。‎ 考向二　设计原电池 ‎1．首先将氧化还原反应分成两个半反应。‎ ‎2．根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。‎ 解析：将题给化学方程式改为离子方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；由Cu→Cu2＋：知电极反应应为Cu－2e－===Cu2＋，为负极反应，铜为负极材料(另一电极材料应比铜不活泼，如石墨等)；由Fe3＋→Fe2＋：知电极反应应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，为正极反应，电解质溶液必为FeCl3溶液(参照题给方程式)。‎ 答案：‎ ‎5．某校化学兴趣小组进行探究性活动：将氧化还原反应：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，设计成带盐桥的原电池。提供的试剂：FeCl3溶液、KI溶液；其他用品任选。‎ 请画出设计的原电池装置图，并标出电极材料，电极名称及电解质溶液。‎ 答案：‎ ‎[练后反思]　画原电池装置图常见失分点 ‎1．不注明电极材料名称或元素符号。‎ ‎2．不画出电解质溶液(或画出但不标注)。‎ ‎3．误把盐桥画成导线。‎ ‎4．不能连成闭合回路。‎ 考向三　比较金属活动性强弱 两种金属分别做原电池的两极时，一般做负极的金属比做正极的金属活泼。‎ ‎6．有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：‎ ‎(1)A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极，活动性：________；‎ ‎(2)C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C，活动性：________；‎ ‎(3)A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡，活动性：________；‎ ‎(4)B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应，活动性：________；‎ ‎(5)用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，活动性：________。‎ 综上所述，这五种金属的活动性由强到弱的顺序为________。‎ 答案：(1)A>B　(2)C>D　(3)A>C　(4)D>B　(5)B>E　A>C>D>B>E ‎7．有A、B、C、D四种金属，做如下实验：①将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀；②将A、D分别投入等物质的量浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；③将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化，如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是(　　)‎ A．A>B>C>D　　　　　　　 B．C>D>A>B C．D>A>B>C D．A>B>D>C 答案：C 考向四　金属的防护 使被保护的金属制品做原电池正极，而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌做原电池的负极。‎ ‎8．为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施有(　　)‎ A．与石墨棒相连 B．与铜板相连 C．埋在潮湿、疏松的土壤中 D．与锌板相连 解析：A项，石墨棒与铁构成原电池，铁活泼，失电子做负极，被腐蚀；B项，铜板与铁构成原电池，铁比铜活泼，失电子做负极，被腐蚀；C项，在潮湿、疏松的土壤中，铁与土壤中的碳、水、空气构成原电池，氧气得电子做正极，铁失电子做负极，被腐蚀；D项，锌板与铁构成原电池，锌比铁活泼，锌失电子做负极，锌被腐蚀，铁被保护。‎ 答案：D ‎9.利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为________。‎ 解析：铁被保护，可以是做原电池的正极，或者电解池的阴极。故若X为碳棒，开关K应置于N处，Fe做阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁作正极，锌做负极，称为牺牲阳极的阴极保护法。‎ 答案：N　牺牲阳极的阴极保护法 ‎[真题发掘·知识串联]串线索　固双基　回扣关键知识 以“银器翻新”为载体　串联原电池的相关知识 授课提示：对应学生用书第108页 高考载体　(全国高考新课标卷Ⅰ)‎ 银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。‎ 知识串联——高考还可以这样考 ‎(1)银质器皿日久表面变黑，是由于空气中的O2、H2S与Ag作用生成了Ag2S的缘故，对应的化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)画出题给原电池装置图，并在图中标出电子的流向。‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)用题给方法处理彻底的银质器皿的质量与未变黑之前比关系如何？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)理论上，消耗‎27 g铝能处理掉Ag2S的质量为____________g。 答案：(1)4Ag＋O2＋2H2S===2Ag2S＋2H2O ‎(2)‎ ‎(3)质量相等 ‎(4)372‎ 课时作业(授课提示：对应学生用书第285页)‎ ‎1.(2016·深圳模拟)如图是课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置。下列说法错误的是(　　)‎ A．铜片表面有气泡生成 B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换 C．如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动 D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变 解析：铜锌原电池中，Cu做正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以Cu上有气泡生成，故A正确；原电池中化学能转化为电能，LED灯发光时，电能转化为光能，故B正确；柠檬汁显酸性也能做电解质溶液，所以将硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故C错误；金属性Cu比Zn、Fe弱，Cu做正极，电路中的电流方向不变，仍然由Cu流向负极，故D正确。‎ 答案：C ‎2．X、Y、Z、M、N代表五种金属，有以下反应：‎ ‎①Y与M用导线连接放入稀硫酸中，M上冒气泡；‎ ‎②M、N为电极，与N的盐溶液组成原电池，电子从M极流出，经过外电路，流入N极；‎ ‎③Z＋2H2O(冷水)===Z(OH)2＋H2↑；‎ ‎④水溶液中，X＋Y2＋===X2＋＋Y。‎ 则这五种金属的活动性由强到弱的顺序为(　　)‎ A．Z>X>Y>M>N　　　　 B．Z>Y>X>M>N C．Z>X>Y>N>M D．X>Y>M>N>Z 答案：A ‎3．用a、b、c、d四种金属按表中所示的装置进行实验，下列叙述正确的是(　　)‎ 实验装置 甲 乙 丙 现象 a不断溶解 c的质量增加 a上有气泡产生 A.装置甲中的b金属是原电池的负极 B．装置乙中的c金属是原电池的阴极 C．装置丙中的d金属是原电池的正极 D．四种金属的活泼性顺序：d>a>b>c 解析：甲中a不断溶解说明a是负极，活动性：a>b，A错误；原电池用正极或负极命名电极，B错误，由乙中现象知活动性：b>c；丙中d是负极，活动性：d>a，C错误；综上可知D正确。‎ 答案：D ‎4．(2017·宁夏中卫质检)如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验中不考虑两球的浮力变化)(　　)‎ A．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低 B．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高 C．当杠杆为导体时，A端低B端高；杠杆为绝缘体时，A端高B端低 D．当杠杆为导体时，A端高B端低；杠杆为绝缘体时，A端低B端高 解析：杠杆为导体时，向水槽中滴入浓CuSO4溶液，构成原电池，Fe为负极，发生反应Fe－2e－===Fe2＋，Cu为正极，发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，则A端低B端高；杠杆为绝缘体时，发生Fe与硫酸铜溶液的反应，在Fe的表面附着Cu，铁球质量变大，则A端高B端低，C项正确。‎ 答案：C ‎5.铜锌原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 解析：A项，Cu做正极，电极上发生还原反应，错误；B项，电池工作过程中，SO不参加电极反应，故甲池的c(SO)基本不变，错误；C项，电池工作时，甲池反应为Zn－2e－===Zn2＋，乙池反应为Cu2＋＋2e－===Cu，甲池中Zn2＋会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有‎64 g Cu析出，则进入乙池的Zn2＋为‎65 g，溶液总质量略有增加，正确；D项，由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜。‎ 答案：C ‎6.MgH2O2‎ 电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如图。该电池工作时，下列说法正确的是(　　)‎ A．Mg电极是该电池的正极 B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应 C．石墨电极附近溶液的pH增大 D．溶液中Cl－向正极移动 解析：根据题意可知电池的总反应为Mg＋H2O2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。Mg电极是该电池的负极，A错误。H2O2在正极发生还原反应，B错误。石墨电极的电极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O，由于水电离出的H＋不断被消耗，所以该电极附近溶液的pH增大，C正确。在原电池中，阴离子向负极移动，D错误。‎ 答案：C ‎7.如图为某原电池的结构示意图，下列说法不正确的是(　　)‎ A．原电池工作时的总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该反应一定为放热反应 B．原电池工作时，Zn电极流出电子，发生氧化反应 C．原电池工作时，Cu电极上发生氧化反应，CuSO4溶液蓝色变深 D．如果将Cu电极换为Fe电极，Zn电极仍然做负极 解析：Zn电极做原电池负极，发生氧化反应，Cu电极做原电池正极，发生还原反应，CuSO4溶液蓝色变浅，故C项错；D项，Zn比Fe活泼，所以Zn电极仍然做负极。‎ 答案：C ‎8．某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列叙述正确的是(　　)‎ A．乙烧杯中发生还原反应 B．甲烧杯中溶液的pH逐渐减小 C．电池工作时，盐桥中的SO移向甲烧杯 D．外电路的电流方向是从a到b 答案：D ‎9.控制适合的条件，将反应：Fe3＋＋AgFe2＋＋Ag＋‎ 设计成如图所示的原电池(盐桥装有琼脂硝酸钾溶液；灵敏电流计的0刻度居中，左右均有刻度)。已知接通后观察到电流计指针向右偏转。下列判断正确的是(　　)‎ A．在外电路中，电子从石墨电极流向银电极 B．盐桥中的K＋移向乙烧杯 C．一段时间后，电流计指针反向偏转，越过0刻度，向左边偏转 D．电流计指针居中后，往甲烧杯中加入一定量的铁粉，电流计指针将向左偏转 答案：D ‎10．(1)观察如图四个装置，回答下列问题：‎ ‎①装置a中铝为____________极，装置b中铝为____________极。‎ ‎②装置c中产生气泡的电极为________电极(填“铁”或“铜”)，装置d中铜为________极。‎ ‎(2)观察如图两装置，图甲装置中铜电极上产生大量的无色气泡，图乙装置中铜电极上无气体产生，而铬电极上产生大量的有色气体。根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质为________________________________________________________________________、‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：(1)①正　负　②铁　正 ‎(2)金属铬的活动性比铜的强且能和稀硫酸反应生成H2　金属铬易在稀硝酸中发生钝化 ‎11．(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________(填字母，下同)。‎ a．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH>0‎ b．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH<0‎ c．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH<0‎ 若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)某同学用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂—KNO3的U形管)设计成一个原电池，如图所示，下列判断中正确的是________。‎ a．实验过程中，左侧烧杯中NO浓度不变 b．实验过程中取出盐桥，原电池能继续工作 c．若开始时用U形铜代替盐桥，装置中无电流产生 d．若开始时用U形铜代替盐桥，U形铜的质量不变 解析：(1)根据题中信息，设计成原电池的反应通常是放热反应，排除a，根据已学知识，原电池反应必是自发进行的氧化还原反应，排除c。原电池正极发生还原反应，由于是碱性介质，则电极反应中不应出现H＋，故正极的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。(2)该原电池的工作原理是Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，盐桥起形成闭合回路和平衡电荷的作用，因此当电池工作时，盐桥中的NO向负极移动，因此左侧烧杯中NO的浓度将增大，a错误。当取出盐桥，不能形成闭合回路，电池处于断路状态，不能继续工作，b错误。若开始时用U形铜代替盐桥，则左侧烧杯相当于电解装置，而右侧烧杯相当于原电池装置，电极反应从左往右依次为阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极：Ag＋＋e－===Ag，由此可知c错误、d正确。‎ 答案：(1)b　O2＋2H2O＋4e－===4OH－　(2)d ‎12．称取三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上带导管的塞子，一定时间内测定生成H2的体积。甲：加入50 mL、pH＝3的盐酸；乙：加入50 mL、pH＝3的醋酸；丙：加入50 mL、pH＝3的醋酸及少量胆矾粉末。若反应终止时，生成的H2一样多，且无剩余的锌。回答下列问题：‎ ‎(1)开始时反应速率的大小关系为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)三支试管中参加反应的锌的质量为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)反应终止，所需的时间为________________________________________________________________________。‎ ‎(4)在反应过程中，乙、丙速率不同的原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)开始时，溶液中的c(H＋)相同，因此反应速率相同。(2)由于生成的H2一样多，且无剩余的锌，因此与酸反应的Zn的量相同，考虑到丙中少量的锌与CuSO4发生了反应，因此有甲＝乙<丙。(3)由于丙中形成原电池能加快反应速率，且醋酸在反应过程中不断电离出H＋，因此反应所需的时间为甲>乙>丙。‎ 答案：(1)甲＝乙＝丙　(2)甲＝乙<丙　(3)甲>乙>丙 ‎(4)在丙中Cu2＋被Zn置换出来后，形成Zn醋酸Cu原电池，使反应速率加快，反应时间缩短 ‎13．某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目：‎ 方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定它们的活动性。该原理的离子方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu做电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。‎ 正极反应式：______________________________________________。‎ 负极反应式：______________________________________________________。‎ 方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、Cu活动性的简单实验方案：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎(与方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)，用离子方程式表示其反应原理：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：方案Ⅰ：铁与酸反应产生气泡，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，而铜与酸不反应。‎ 方案Ⅱ：设计原电池时以铁、铜为电极，电解质溶液为稀硫酸或盐酸等溶液。实验现象是铁溶解，而铜极上有无色气泡产生。‎ 在负极：Fe失去电子变为Fe2＋，Fe－2e－===Fe2＋；在正极，溶液中的H＋获得电子变为H2,2H＋＋2e－===H2↑。‎ 方案Ⅲ：设计简单实验时注意原理与方案Ⅰ及方案Ⅱ的原理不同，且现象明显，操作简单。‎ 将铁片置于CuSO4溶液，若铁片表面覆盖一层铜，说明Fe比Cu活动性强，离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。(合理即可)‎ 答案：方案Ⅰ：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑‎ 方案Ⅱ：装置如图所示 ‎2H＋＋2e－===H2↑　Fe－2e－===Fe2＋‎ 方案Ⅲ：将铁片置于CuSO4溶液，若铁片表面覆盖一层铜，说明Fe比Cu活动性强　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu