Question

（1）如下圖所示，組成一種原電池．試回答下列問題(燈泡功率合適)：

①電解質(zhì)溶液為稀H₂SO₄時上述裝置中燈泡亮，此時Al電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為： ___                               ；

②電解質(zhì)溶液為NaOH溶液時，燈泡__________(填“亮”或“不亮”, 填“亮”做a題，填“不亮”做b題)。

a.若燈泡亮，則Al電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：_______________                 ；

b.若燈泡不亮，其理由為：________________________                       。

（2）原電池原理的應(yīng)用之一是可以設(shè)計原電池。請利用反應(yīng)“Cu＋2Fe³⁺ ＝2Fe²⁺  +Cu²⁺ ”設(shè)制一個原電池（正極材料用碳棒）則該電池的負極材料是          ，正極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式                                          ；若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1.5 mol，則溶解銅的質(zhì)量是            。另外的重要應(yīng)用是實驗室在用鋅與稀硫酸反應(yīng)制備氫氣時，可向溶液中滴加少量硫酸銅溶液，其作用是:                                 。

 

Answer 1

【答案】

（共11分） （1）①2H⁺ + 2e-H₂↑；（2分）

②亮 （1分） a.  Al  + 4OH^－[Al(OH)₄]^- + 3e^－（2分）

（2）Cu（1分） ；Fe³⁺ + e^－Fe²⁺（2分）     48g（2分）；

形成了Zn—Cu原電池，加快了化學(xué)反應(yīng)的速率（注：必須強調(diào)形成Zn—Cu原電池，否則不得分）（1分） ；

【解析】

試題分析：（1）①鎂的金屬性強于鋁的，所以在該原電池中鎂是負極，失去電子。鋁是正極，溶液中的氫離子在正極得到電子，正極電極反應(yīng)式是2H⁺ + 2e^－H₂↑。

②由于鋁能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所以電解質(zhì)溶液為NaOH溶液時仍然構(gòu)成原電池，燈泡亮。但此時鋁是負極，失去電子，鎂是正極。負極電極反應(yīng)式是Al + 4OH^－[Al(OH)₄]^- + 3e^－。

（2）原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，。所以根據(jù)方程式可知，銅失去電子，做還原劑，則銅是負極。鐵離子得到電子，是氧化劑，則電解質(zhì)溶液是含有鐵離子的可溶性鹽溶液，正極材料可以是石墨或活潑性弱于銅的金屬，正極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式Fe³⁺ + e^－Fe²⁺。若導(dǎo)線上轉(zhuǎn)移電子1.5 mol，則溶解銅的物質(zhì)的量是1.5mol÷2＝0.75mol，質(zhì)量是0.75mol×64g/mol＝48g。加入硫酸銅后，鋅置換出銅，形成了Zn—Cu原電池，加快了化學(xué)反應(yīng)的速率。

考點：考查原電池的有關(guān)判斷、應(yīng)用和計算

點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題貼近高考，基礎(chǔ)性強，注重答題的靈活性。側(cè)重對學(xué)生靈活運用原電池原理解決實際問題的能力的培養(yǎng)，有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。明確原電池的工作原理并能結(jié)合題意和裝置圖靈活運用是解題的關(guān)鍵。易錯點是選項（1）②中電極的判斷。