高考化学（第01期）大题狂练系列 专题24 原电池的基本原理（含解析）1

专题24 原电池的基本原理（满分60分 时间30分钟）姓名： 班级： 得分： 1为探究Ag+与Fe3+氧化性的相关问题，某小组同学进行如下实验： 已知：相关物质的溶解度（20）AgCl：1510-4g Ag2SO4：0796 g （1）甲同学的实验如下： 序号操作现象实验将2 mL 1 mol/L AgNO3 溶液加入到1 mL 1 mol/L FeSO4溶液中产生白色沉淀，随后有黑色固体产生取上层清液，滴加KSCN 溶液溶液变红注：经检验黑色固体为Ag 白色沉淀的化学式是_。 甲同学得出Ag+氧化了Fe2+的依据是_。 （2）乙同学为探究Ag+和Fe2+反应的程度，进行实验。 a按右图连接装置并加入药品（盐桥中的物质不参与反应），发现电压表指针偏移。偏移的方向表明：电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后，指针偏移减小。 b随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液，发现电压表指针的变化依次为：偏移减小回到零点逆向偏移。 a中甲烧杯里的电极反应式是_。 b中电压表指针逆向偏移后，银为_极（填“正”或“负”）。 由实验得出Ag+和Fe2+反应的离子方程式是_。（3）为进一步验证乙同学的结论，丙同学又进行了如下实验： 序号操作现象实验将2 mL 2 mol/L Fe(NO3)3溶液加入有银镜的试管中银镜消失实验将2 mL1 mol/L Fe2(SO4)3溶液加入有银镜的试管中银镜减少，未消失实验将2 mL 2 mol/L FeCl3溶液加入有银镜的试管中银镜消失 实验_（填“能”或“不能”）证明Fe3+氧化了Ag，理由是_。 用化学反应原理解释实验与的现象有所不同的原因：_。【答案】（1）Ag2SO4； 有黑色固体（Ag ）生成，加入KSCN 溶液后变红；（2）Fe2+e-Fe3+ ； 负；Fe2+ Ag+Fe3+ Ag；（3） 不能；因为Fe(NO3 ) 3溶液呈酸性，酸性条件下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+ 浓度，所以实验比实验正向进行的程度更大（或促使平衡正向移动，银镜溶解）。 考点：考查了性质实验方案的设计、铁及其化合物的性质的相关知识。2. 如图为原电池装置示意图：（1）若A为Zn，B为石墨棒，电解质溶液为稀硫酸，写出负极的电极反应式 （2）若A为铜片，B为石墨棒，电解质为FeCl3溶液，则铜片为 极（填正或负），写出正极电极反应式 （3）若A、B均为铂片，电解质为KOH溶液，分别从A、B两极通入H2和O2，该电池即为氢氧燃料电池，该电池的总反应为 。当外电路有6.02X1022 个电子通过，则该电池正极消耗气体（标准状况） L。【答案】(9分)(1)Zn-2e-=Zn2+(2分)(2)负(1分) Fe3+e-=Fe2+(2分)(3)2H2+O2=2H2O(2分)0.56L(2分)【解析】试题分析：(1)锌和石墨组成原电池，锌为负极，失去电子生成锌离子，故电极反应为Zn-2e-=Zn2+。(2)铜和石墨为电极材料，氯化铁为电解质溶液，则铜为负极，正极是溶液中的铁离子得到电子变成亚铁离子，故电极反应为：Fe3+e-=Fe2+。(3)氢氧燃料电池的总反应为氢气和氧气反应生成水2H2+O2=2H2O，每摩尔氧气反应转移4摩尔电子所以但有0.1摩尔电子转移时，消耗0.025氧气，标况下的体积为0.56L。考点：原电池的原理3某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理(Cu 64)。按照实验步骤依次回答下列问题：（1）导线中电子流向为 (用a、b 表示)。（2） 写出装置中锌电极上的电极反应式： ；（3）若装置中铜电极的质量增加0.64g，则导线中转移的电子数目为 ；(不许用“NA”表示 )（4）装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K+，Cl-的移动方向描述正确的是 。A盐桥中的K向左侧烧杯移动、Cl向右侧烧杯移动B盐桥中的K向右侧烧杯移动、Cl向左侧烧杯移动C盐桥中的K、Cl都向右侧烧杯移动 D盐桥中的K、Cl几乎都不移动（5）若ZnSO4溶液中含有杂质Cu2，会加速Zn电极的腐蚀、还可能导致电流在较短时间内衰减。欲除去Cu2，最好选用下列试剂中的 (填代号)。A NaOH BZn CFe DH2SO4（6）反应一段时间后右侧烧杯中Cu2浓度是 (填增大 减小或不变)【答案】（1）由a到b(或ab);（2） Zn2eZn2（3）1.2041022 （4）B (有错不得分) （5） B (有错不得分) （6） 减小考点：考查原电池和电解池，侧重反应原理的考查。4某小组同学利用原电池装置探究物质的性质。资料显示：原电池装置中，负极反应物的还原性越强，或正极反应物的氧化性越强，原电池的电压越大。（1）同学们利用下表中装置进行实验并记录。装置编号电极A溶液B操作及现象FepH=2的 H2SO4连接装置后，石墨表面产生无色气泡；电压表指针偏转CupH=2的H2SO4连接装置后，石墨表面无明显现象；电压表指针偏转，记录读数为a同学们认为实验中铁主要发生了析氢腐蚀，其正极反应式是_。针对实验现象：甲同学认为不可能发生析氢腐蚀，其判断依据是_；乙同学认为实验中应发生吸氧腐蚀，其正极的电极反应式是_。（2）同学们仍用上述装置并用Cu和石墨为电极继续实验，探究实验指针偏转原因及影响O2氧化性的因素。编号溶液B操作及现象经煮沸的pH=2的 H2SO4溶液表面用煤油覆盖，连接装置后，电压表指针微微偏转，记录读数为bpH=2的H2SO4在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置，电压表指针偏转，记录读数为c；取出电极，向溶液中加入数滴浓Na2SO4溶液混合后，插入电极，保持O2通入，电压表读数仍为cpH=12的NaOH在石墨一侧缓慢通入O2并连接装置，电压表指针偏转，记录读数为d丙同学比较实验、的电压表读数为：cab，请解释原因是_。丁同学对、进行比较，其目的是探究对O2氧化性的_影响。实验中加入Na2SO4溶液的目的是_。为达到丁同学的目的，经讨论，同学们认为应改用右图装置对、重复进行实验，其设计意图是_；重复实验时，记录电压表读数依次为c、d，且cd，由此得出的结论是_。【答案】（1）2H+ + 2e- = H2；在金属活动性顺序中，Cu在H后，Cu不能置换出H2；O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O （2）O2浓度越大，其氧化性越强，使电压值增大；溶液的酸碱性；排除溶液中的Na+（或SO42-）对实验的可能干扰；排除Cu在酸碱性不同的溶液中，其还原性不同对该实验结果的影响；溶液酸性越强，O2的氧化性越强（介质或环境的pH影响物质的氧化性）考点：考查了原电池原理的工作原理的相关知识。