高中化学验证原电池的效果填空题

(每空1分,共8分)
利用生活中或实验室中常用的物品,根据氧化还原反应知识和电学知识,自己动手设计一个原电池。请填写下列空白:
（1）实验原理:Fe+2H⁺Fe²⁺+H₂↑。
（2）实验用品:电极(　　　、　　　)、稀硫酸、　　　(填写所缺的实验用品)、耳机(或者电流计)。 
（3）实验装置:
（4）原电池设计及注意的问题。

①按如图所示连接好实验仪器,注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出,如果没有,可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意:接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的),这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”声音。其原因是:在原电池中,由化学能转化为　　　。 
②如果将装置中的耳机改为电流计,则铁钉应该接电流计的　　　极,电极反应是　　　　　　　　　;另一极应该接电流计的　　　极,电极发生了　　　反应(“氧化”或“还原”)。

（1）从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：2H₂ + O₂ = H₂O。 已知该反应为放热反应，下图能正确表示该反应中能量变化的是________。

从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。化学键的键能如下表：  

化学键	H—H	O＝O	H—O
键能kJ/mol	436	496	463

则生成1mol水可以放出热量      kJ
（2）原电池可将化学能转化为电能。若Fe、Cu和浓硝酸构成原电池，负极是    （填“Cu”或“Fe”）； 若Zn、Ag和稀盐酸构成原电池，正极发生       反应（填“氧化”或“还原”），电解质溶液中阳离子移向    极（填“正”或“负”）。质量相同的铜棒和锌棒用导线连接后插入CuSO₄溶液中，一段时间后，取出洗净、干燥、称量，二者质量差为12.9 g。则导线中通过的电子的物质的量是      mol。
（3）一定温度下，将3 molA气体和1mol B气体通入一容积固定为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g) xC(g)，反应1min时测得剩余1.8molA，C的浓度为0.4mol/L，则1min内，B的平均反应速率为       ；X为         。若反应经2min达到平衡，平衡时C的浓度     0.8mol/L（填“大于，小于或等于”）。若已知达平衡时，该容器内混合气体总压强为p，混合气体起始压强为p₀。请用p₀、p来表示达平衡时反应物A的转化率为         。

按下图装置进行实验，回答下列问题（C、C₁、C₂均为石墨电极）。

（1）铁电极为__________极，电极反应式为__________；
（2）石墨棒C₁为__________极，石墨棒C₂附近的实验现象为____________________。   
（3）当C₂极产生2．24 L气体（标准状态）时，A中CuSO₄溶液的质量改变了__________g。

A、B、C、D、E都是短周期元素，原子半径D>C>A>E>B，其中A、B处在同一周期，A、C处在同一主族。C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和，C原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍,且D为金属。试回答：
（1）C在元素周期表的第_____周期________族。
（2）在五种元素中，能形成的最简单的液态或气态氢化物的稳定性由大到小的顺序是(用具体的分子式表示)                     。
（3）A与B形成的三原子分子的结构式是   ，B与D形成的原子个数比为1∶1的化合物的电子式是   。
（4）E的一种氢化物叫肼，其分子中E原子与氢原子个数比为1 ：2。肼—空气燃料电池是一种环保碱性燃料电池，其电解质溶液是20%—30%的KOH溶液。该燃料电池的正极的电极反应式是____________。

现有如下两个反应:
A．NaOH + HCl =" NaCl" + H₂O     B．2FeCl₃+Cu =2FeCl₂+CuCl₂
（1）根据两反应本质, 判断能设计成原电池的是：_______，（填序号 ）。
（2）不能的, 说明其原因_______________________________________________；
（3）如果可以, 写出负极材料及其电极反应式, 电解质溶液名称：
负极材料________，电极反应式_______________，电解质溶液名称____________，

（共10分）如图装置中，已知A、B两池溶液的体积均为200mL：

（1）判断装置的名称：A池为    ；
（2）A池中左边石墨棒为    极，
电极反应式为                ；
A池中总反应化学方程式为       ；
（3）若反应开始时，CuSO₄溶液的浓度为1．0mol/L。工作一段时间后取出电极，测得导线上通过了0．04mole^－。则反应后A池c（Cu²⁺)为    mol/L（体积变化忽略不计）。 

下图是一个化学过程的示意图。

（1）图中乙池是       装置。
（2）c（Pt）电极的名称是              。
（3）写出通入CH₃OH的电极的电极反应式是                               。
（4）乙池中反应的离子方程式为                                       。
（5）当乙池中B（Ag）极的质量增加5．40g时，甲池中理论上消耗O₂       mL（标准状况下）；此时丙池某电极析出1.6g某金属，则丙中的某盐溶液可能是       （填序号） 

A．MgSO4

B．CuSO4

C．NaCL

D．AgNO3

现有A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素，原子序数依次增大。已知A与E、D与F分别同主族， E、F、G同周期；A、C的最外层电子数之和与D的最外层电子数相等，A与D形成的化合物常温下为液态，A分别与F、G形成的气体分子电子总数相等、B有多种同素异形体，其中一种是原子晶体，是自然界中最硬的物质，可做首饰品或做切削工具。
请回答下列问题：
（1）元素C在周期表中的位置是_______________
元素E的原子结构示意图为                
（2）C的气态氢化物的水化物与其最高价氧化物的水化物可发生反应，离子方程式为：
                                                                              
（3）在一定条件下，A、D的单质和A、D、E形成的离子化合物的水溶液可构成电池，该电池负极的电极反应式为                                                   ， 该电池在放电过程中，电解质溶液的pH将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（4）化合物C₂A₄(g) 是一种高效清洁的火箭燃料，0.25 mol C₂A₄完全燃烧的生成物是一种气态单质和一种气态化合物，它们对环境无污染，同时放出热量133.5 kJ的热量。则该反应的热化学方程式为（用具体物质化学式表示）                                    。

某研究小组对铁生锈进行研究：

（1）经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：上图中的铁钉最容易生锈的是               (填字母)。
（2）根据实验条件判断，在铁钉的锈蚀过程中，正极的电极反应为：                      ；
（3）若为了防止铁钉生锈，该小组同学想在铁钉表面镀上一层金属，该金属最好是（ ）
A. 锡         B. 铜         C. 锌    
（4）钢铁容易腐蚀，工业生产中常需对钢铁进行“发蓝”处理，以有效避免或减缓钢铁的腐蚀。所谓“发蓝”，就是在钢铁零件等进行氧化处理，使其表面形成一层致密的蓝黑色氧化膜。发蓝处理过程可表示如下：

为检验经过步骤Ⅳ处理的铁件是否合格，常往成品表面滴上5%的硫酸铜溶液，如果成品不合格（即铁件表面有微小松孔，未形成致密的氧化膜），一段时间将观察到的现象为__________________________。

如图所示装置：

（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象为：               。
两极反应式为：正极            ；负极                   。
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为                     ，
总反应方程为                                                      。

（1）将锌、铜用导线连接后浸入2mol/L的稀硫酸中，正极电极反应式为_________，发生       反应（填氧化或还原）；电子从     经外电路到____     （填锌或铜），溶液中H⁺ 向      移动（填正极或负极），放电一段时间后，正极区pH值       （填变大、变小或不变）。
（2）将铜片和铁片用导线连接后插入三氯化铁溶液中，也有电流通过电流表，负极电极反应式为_________________，总反应的离子方程式为______                     。

铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl₃可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式： _______________________________
（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请在方框内画出原电池的装置图，标出正、负极及材料、电解质溶液并写出电极反应式。

正极反应____________________________；
负极反应____________________________。
（3）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答下列问题：

①负极反应式为                            溶液PH      （填“增大”、“不变”或“减小”）。
②该电池工作时，H₂和O₂连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li+H₂2LiH    Ⅱ.LiH+H₂O＝LiOH+H₂↑
反应Ⅰ中的还原剂是      ，7 gLi可吸收标况下H₂      L，此时转移电子       moL。

(11分）2010年春至2013年连续四年发生在云南省的严重旱情牵动了全国人民的心，引起人们对水资源的再次重视。水是组成生命体的重要化学物质，有关水的反应有很多。
（1）用电子式表示H₂O的形成过程                                   。
（2）在pH=1的水溶液中，①NH₄⁺、Al³⁺、Br^-、SO₄^2-  ② Na⁺、Fe²⁺、Cl^-、NO₃^-
③K⁺、Ba²⁺、Cl^-、NO₃^- ④K⁺、Na⁺、HCO₃^-、SO₄^2-四组离子中，一定大量共存的是      (填序号)。
（3）在下列反应中，水仅做氧化剂的是     (填字母，下同)，水既不做氧化剂又不做还原剂的是       。

A．2F2＋2H2O＝4HF＋O2	B．2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑
C．CaH2＋2H2O＝Ca(OH)2＋2H2↑	D．3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2

（4）“神舟七号”飞船上的能量主要来自于太阳能和燃料电池，H₂、O₂和KOH的水溶液可形成氢氧燃料电池，负极的电极反应为                            ，反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，当得到1.8 L饮用水时，电池内转移的电子数约为       。

 某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
（1）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是________________
（2）实验室中现有Na₂SO₄、CuCl₂、MgSO₄、K₂SO₄等4种溶液，可与上述实验中CuSO₄
溶液起相似作用的是________；
（3）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有________________(答两种)
（4）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，
收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

实验 混合溶液	A	B	C	D	E	F
4mol/L  H2SO 4/mL	30	V1	V2	V3	V4	V5
饱和CuSO4溶液  /mL	0	0.5	2.5	5	V6	20
H2O   /mL	V7	V8	V9	V10	10	0

①请完成此实验设计，其中：V₁=      ，V₆=      ，V₉=      ；
② 该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO₄溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO₄溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因                

A、B、C、D 四种主族元素原子序数均在20以内，A元素所处的周期数、主族序数、原子序数均相等，B的原子半径是其所在主族中最小的，B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO₃ ，C元素原子的最高正价为+6价，C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布，D可与C形成化合物D₂C。
（1）D元素的名称_______；B在周期表中的位置：第_______周期第_______族
（2）A、B形成的化合物以_______共价键相结合（填极性或非极性）
（3）以C的最高价氧化物对应的水化物作为电解质溶液，组成氢氧燃料电池，放电时则负极区溶液的pH_______（填增大、减小、不变）
（4）以D的最高价氧化物对应的水化物作为电解质溶液，组成氢氧燃料电池，则正极的电极反应式为_____________________
（5）A、B、C、D四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是（用离子符号表示）  ____________________________
（6）C的质子数和中子数相等，则C 的原子组成符号为_______它形成的氢化物的还原性_______氯化氢（填强于或弱于）