(2)2Al+8OH--6e-2Al错误！未找到引用源。+4H2O;6H2O+6e-6OH-+3H2↑;2Al+2OH-+2H2O
2Al
错误！未找到引用源。+3H2↑
(3)Mg;Al (4)AD
(5)将两种金属电极连上电流表构成原电池,利用电流表检测电流的方向,从而判断电子的流动方向,再来确定原电池的正、负极
11.某校化学兴趣小组为了探究原电池的工作原理,进行了如下系列实验,请回答下列问题:
(1)实验一:盐桥中的K+流向 (填“ZnSO4”或“CuSO4”)溶液,如果Zn的消耗速率为1×10-3 mol·s-1,为使电荷守恒,则K+的迁移速率为 mol·s-1。实验表明,若将装置中两个电极位置调换,则电路中没有电流通过,原因是 。
(2)实验二:将铜片和锌片插入溶液中,电流计指针有偏转,但立即就归零了,为什么锌失去的电子不能持续通过导线流向铜电极给Cu2+? 。
(3)实验三:铜片、锌片表面均有红色物质析出,电流计的指针偏转,但在较短时间内电流就明显减小。实验结束时测得锌片减少了3.94 g,铜片增加了3.84 g,则该原电池的工作效率(指参加原电池反应的锌占反应总量的百分率)是 。
(4)与实验三相比,实验一中原电池的工作效率较高,原因是 。
【解析】(1)实验一中右侧烧杯消耗Cu2+,为保持溶液的电中性,盐桥中的K+应流向CuSO4溶液且迁移速率应该是Zn消耗速率的2倍。当电极调换位置后,Zn直接与Cu2+发生反应,电子无法转移到另外一个电极上。(3)铜片增加的质量是铜片上析出的单质铜的质量,生成的单质铜的物质的量n(Cu)=0.06 mol,需要溶解的锌也是0.06 mol,质量为3.9 g,多减少了0.04 g,是因为在锌表面还直接发生了反应Zn+Cu2+
Cu+Zn2+(由题
目中锌片表面有红色物质析出可知),利用该离子方程式可求出参与该反应的锌的质量为2.6 g,故该原电池的工作效率为3.9 g÷(3.9 g+2.6 g)×100%=60%。
【答案】(1)CuSO4;2×10-3;Zn直接与Cu2+发生反应 (2)未形成闭合的回路 (3)60%
(4)Zn和Cu2+不直接接触发生反应,电子只能通过导线发生转移
12.如图所示,烧杯内盛有浓HNO3,在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极,已知原电池停止工作时,Fe、Pb都有剩余。下列有关说法正确的是( )。
A.Fe比Pb活泼,始终作负极
B.Fe在浓HNO3中钝化,始终不会溶解 C.电池停止工作时,烧杯中生成了Fe(NO3)3
D.利用浓HNO3作电解质溶液不符合“绿色化学”思想
【解析】开始时,电解质溶液是浓HNO3,Fe在浓HNO3中钝化,所以开始时Pb是负极,电极反应式为Pb-2e-Fe-2e-Pb2+,A项错误;随着反应的进行,浓HNO3变成稀HNO3,Fe变为原电池的负极,电极反应式为Fe2+,B项错误;由于最终Fe有剩余,因此不会生成Fe(NO3)3,C项错误;根据Pb与浓HNO3反应
Pb(NO3)2+2NO2↑+2H2O,过量的Fe与稀HNO3发生反应
3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,可知反应产生了有害气体NO2、NO,会污染环境,不符合“绿色化
Pb+4HNO3(浓)3Fe+8HNO3(稀)
学”思想,D项正确。
【答案】D
13.某原电池装置如图所示,下列有关说法正确的是( )。
A.氧化剂与还原剂必须直接接触才能发生反应
B.乙烧杯中电极反应式为N错误！未找到引用源。+4H++e-C.当铜棒质量减少6.4 g时,甲烧杯溶液质量增加6.4 g
D.当铜棒质量减少6.4 g时,向乙烧杯密封管中通入1.12 L O2(标准状况下),将使气体全部溶于水 【解析】氧化剂为浓HNO3,在乙烧杯中,还原剂为Cu,在甲烧杯中,氧化剂与还原剂无须直接接触,A项错误;乙烧杯中N错误！未找到引用源。发生还原反应N错误！未找到引用源。+2H++e-NO2↑+H2O,B项
NO2↑+2H2O
错误;铜棒质量减少6.4 g,则有6.4 g Cu2+进入甲烧杯,同时盐桥中有Cl-进入甲烧杯,因此甲烧杯溶液增加的质量大于6.4 g,C项错误;铜棒质量减少6.4 g,失去0.2 mol电子,则乙烧杯中产生0.2 mol NO2,根据
4NO2+O2+2H2O4HNO3知,气体全部溶于水所需O2(标准状况下)的体积为0.2 mol×错误！未找到引用源。
×22.4 L· mol-1=1.12 L,D项正确。
【答案】D
14.将反应I错误！未找到引用源。+5I-+6H+
3I2+3H2O设计成如图所示的原电池。
(1)开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸,电流计指针向右偏转,此时甲池中发生的电极反应
为 。工作过程中关于电流计的读数,下列说法正确的是 (填字母)。 A.电流计读数逐渐减小 B.电流计读数有可能变为0 C.电流计读数一直不变 D.电流计的读数逐渐增大
(2)如果在加浓硫酸前,甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液,则溶液变蓝的烧杯是 (填“甲”“乙”或“甲和乙”)。
(3)该原电池工作一段时间后,如果再向甲烧杯中滴入浓NaOH溶液,此时乙池中发生的电极反应为 ,电流计指针向 (填“左”或“右”)偏转。
【解析】(1)根据题中信息,I-失电子被氧化,说明乙池中石墨作负极,其电极反应式为2I--2e-甲池中石墨作正极,其电极反应式为2I错误！未找到引用源。+12H++10e-I2,则
I2+6H2O,随反应的进行,碘离子
和碘酸根离子的量减小,通过的电量减小,电流计读数不断减小,当反应达到平衡后,电流计的读数为0,故A、B两项正确。(2)根据(1)的分析,两烧杯中都有I2存在,加入淀粉后,溶液都变蓝。(3)向甲烧杯中滴入NaOH溶液,消耗H+,促使反应向逆反应方向进行,乙池中电极反应式为I2+2e-I2+12OH--10e-2I-,则甲池中电极反应式为
2I错误！未找到引用源。+6H2O,甲池失电子,电流计指针向左偏转。
I2+6H2O;AB
【答案】(1)2I错误！未找到引用源。+10e-+12H+(2)甲和乙 (3)I2+2e-2I-;左
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