高中化学验证原电池的效果实验题

有A、B、C三块金属浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连要以组成各种原电池。若A、B相连，A为负极；B、C相连，B上有气泡逸出；A、C相连，A极减轻。则三种金属的活动性顺序由大到小排列为                       。

运用化学反应原理研究碳的氧化物的性质具有重要意义。
（1）CO₂是一种重要的物质，但其过量排放，可能导致全球气温升高。下列措施不能够有效控制CO₂所导致的温室效应的是_________（填序号）
①大力发展低碳产业，提倡低碳生活，依法控制CO₂的过量排放
②禁止滥砍滥伐，植树造林，恢复生态
③开发利用各种新型能源代替煤、石油、天然气等化石能源
④提倡使用脱硫煤、无铅汽油等清洁燃料
（2）常温下，碳酸在水中的电离常数K_a1=4.2×10^-7，K_a2=5.6×10^-11；次氯酸在水中的电离常数K_a =4.7×10^-8。写出84消毒液露置在空气中发生反应的离子方程式___________________________。
（3）CO具有还原性，某同学设计图示装置（固定装置及胶管略去）验证CO气体能否与Na₂O₂反应。

已知：，则实验选择的最简单的装置接口连接顺序为________；
若CO能够与Na₂O₂发生反应，则预测反应产物为____________。实验后用球形干燥管中的固体进行验证可选择的试剂是_______________________________。
（4）已知C(s)+O₂(g)=CO₂(g)，△H="-393.5" kJ·mol ^-1 ;CO(g)+O₂(g)=CO₂(g)，△H="-283.0" kJ·mol ^-1，写出CO₂和C(s)反应的热化学方程式___________________。以CO为燃料制作燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入CO，电解质是熔融碳酸盐，放电时负极反应式为______________________。若使用该电池电解饱和食盐水制取1molNaClO，则理论上需要氧气的体积为（标准状况下）________L。

(11分)铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极隔板是惰性材料，电池总反应式为：
Pb+PbO₂+4H⁺+22PbSO₄+2H₂O
请完成下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）:
(1)放电时：正极的电极反应式是__________________;电解液中H₂SO₄的浓度将变__________________;当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_________________g。
(2)在完全放电耗尽PbO₂和Pb时，若按下图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成_________________、B电极上生成_________________,此时铅蓄电池的正负极的极性将_________________。

(6分)如下图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的相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。

(1)片刻后可观察到的现象是_________ (指悬吊的金属圈)。

A．铁圈和银圈左右摇摆不定

B．保持平衡状态不变

C．铁圈向下倾斜

D．银圈向下倾斜

(2)产生上述现象的原因是_________。

（1）①研究性学习小组为了证明铁的金属性比铜强，他设计了如下几种方案，其中合理的是         （填序号）

A．铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出；

B．铁、铜与氯气反应分别生成FeCl3、CuCl2；

C．铜片置于FeCl3溶液中，铜片逐渐溶解（2FeCl3+Cu＝2FeCl2+ CuCl2）

D．铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中，铁片上有气泡产生，而铜片无气泡

E．常温下，分别将铁片和铜片置于浓硝酸中，铁片不溶解，而铜片溶解
②请你另设计一个能证明铁的金属活动性比铜强的实验。要求：
a．此方案的原理不同于上述任一合理方案；
b．在方框内绘出实验装置图并注明所需的药品；
c．写出实验过程中的主要实验现象并用相关化学用语解释现象

（2）学完原电池的相关知识后，甲组同学认为构成原电池必须有三个条件：①活动性不同的两极；②电解质溶液；③闭合回路。乙组同学对条件①提出异议，认为相同的两极也可以构成原电池，以下为乙组同学的实验装置简图以及实验报告的部分内容。请仔细阅读实验报告，然后将实验报告补充完整并填在相应的横线上。装置中盐桥的作用之一是使整个装置构成闭合回路。

浓差电池与温差电池
一、【实验目的】
1、电池中两杯溶液及电极均相同，两杯溶液的浓度不同，可否形成原电池
2、电池中两杯溶液及电极均相同，两杯溶液的温度不同，可否形成原电池
3、电池中两杯溶液及电极均相同，研究两杯溶液的                 对电池电压和电流的影响
4、电池中两杯溶液及电极均相同，研究两杯溶液的                 对电池电压和电流的影响
二、【仪器与药品】略。
三、【实验方法与步骤】
Ⅰ、实验方法：略。
Ⅱ、研究的步骤
㈠实验A：浓差电池
电解液均为硫酸铜，电极均为铜片：
1、甲烧杯中固定装入浓度 0.8 mol/L 的硫酸铜溶液。
2、乙烧杯中分別装入浓度 0.8 mol/L、0.4 mol/L 、0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.05 mol/L、0.025 mol/L 的硫酸铜溶液。
3、使用铜片当电极。测量这六种组合电池的稳定电压及电流，将结果记录于表 1。
㈡实验B：温差电池
电解液均为硫酸铜，电极均为铜片：（步骤略，结果记录于表2）
四、【实验结果】
实验A：浓差电池：表1

甲杯硫酸铜浓度 mol/L	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8
乙杯硫酸铜浓度 mol/L	0.8	0.4	0.2	0.1	0.05	0.025
两杯溶液浓度差值	0	0.4	0.6	0.7	0.75	0.775
电压  mV	0	6	12	16	22	26
电流 mA	0	0.02	0.04	0.06	0.07	0.08

实验B：温差电池：表2

甲杯硫酸铜温度℃	19	19	19	19	19	19
乙杯硫酸铜温度℃	19	29	39	49	59	69
两杯溶液温差℃	0	10	20	30	40	50
电压  mV	0	6.1	12	20	27	34
电流  mA	0	0.025	0.047	0.07	0.15	0.18

五、【讨论】
1、浓差电池：若硫酸铜浓差电池放电较长一段时间后，可观察到甲杯高浓度的溶液颜色逐渐变浅，而乙杯颜色变深，而电压也逐渐下降，同时可观察到甲杯中铜片表面有铜析出。
这说明：甲杯中的电极反应式为                                           
乙杯中的电极反应式为                                           
电池放电一段较长时间后电压下降的原因：                            
2、温差电池（略）
六、【结论】
由上述【实验结果】可得结论：
实验A:                                                        [来源:学&科&网Z&X&X&K]
实验B:（略）
甲、乙两小组同学给你什么启示：
                                                                                   

Al－Mg在不同的电解质溶液中分别构成原电池A、B。如下图所示:

指出各池中的负极材料并写出其电极方程式。
①负极材料:
A池         ，B池           。
②电极反应式:
A池:正极             ，负极               。
B池:正极             ，负极               。
③从构成原电池的几个组成部分来看,判断原电池的负极,除了要考虑金属的活泼性外，还要考虑                                                    

据报道,最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍,可连续使用一个月才充电一次.假定放电过程中,甲醇完全氧化产生二氧化碳被充分吸收生成CO₃^2－.
(1)该电池反应的离子方程式为                             
(2)甲醇在   极发生反应(填“正”或“负”),电池中放电过程中溶液pH将    (填“下降”、“上升”或“不变”)；若有16克甲醇蒸汽被完全氧化产生电能，并利用该过程中释放的电能电解足量的硫酸铜溶液假设能量利用率为80%。则将产生标准状况下氧气   L。
(3)最近，又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂固体，它在高温下能传导O^2－离子（其中氧化反应发生完全）。以丁烷代表汽油。该电池的正极反应式为        ；
(4)放电时固体电解质里的O^2－离子的移动方向是向　　　极移动（填“正”或“负”）。

用铜片、锌片和稀硫酸及若干其他器材组合成一个原电池，画出装置图并回答        （1）画出装置图。
（2）从理论上讲，预期看到的现象是             
（3）实验过程中，观察到锌片上有少量气泡冒出，铜片上有大量气泡冒出。试解释：        。
（4）此电池的负极是      ，正极的电极反应式是                      。
（5）该电池工作一段时间，将两个电极小心取出洗涤并晾干，经称量发现锌片比原来减少3.25 g。请计算理论上导线中共通过了      mol电子

某校研究性学习小组用相同大小的铜片和锌片为电极研究水果电池，得到的实验数据如下表所示：（已知果汁是显酸性的）

实验编号	水果种类	电极间距离/㎝	电流大小/µA
①	西红柿	1	98．7
②	西红柿	2	72．5
③	苹 果	2	27．2

（1）该实验的目的是探究水果种类和_______________对水果电池电流大小的影响。
（2）能表明水果种类对电流大小有影响的实验编号是          和__________。
（3）上图所示的装置中，负极的电极反应式为                          ，正极附近区域的C（H⁺）将                （填“增大”、“减小”、“不变”），总反应离子方程式为                                           。

根据下式所示的氧化还原反应设计一个原电池：
（1）装置可采用烧杯和盐桥，画出此原电池的装置简图。
①注明原电池的正极和负极；
②注明外电路中电子的流向。
（2）写出两个电极上的电极反应。

将质量相等的锌片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如下图的装置。

（1）此装置为 _______________，该装置中发生反应总的离子方程式为 _______________，铜片周围溶液会出现 _______________的现象。
（2）若2 min后测得锌片质量减少1.3g，则导线中流过的电子为_______________mo1。
（3）该装置的电解质溶液还可以用  _______________（答一种即可）。

铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl₃可用作印刷电路铜版腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出FeCl₃溶液腐蚀印刷电路板的离子方程式___________________________。
（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，并写出电极反应式。

负极反应：________________________________________________；
正极反应：________________________________________________。

某同学想利用原电池反应检测Zn和Cu的金属活动性顺序。请你帮他选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，并完成下列实验报告：
实验目的：探究Zn和Cu的金属活动性顺序
（1）电极 材料：正极：          ；负极：               ；
电解质溶液：                    。
（2）写出电极反应式：
正极：                             ；负极：                             。
（3）实验现象：                                                              
（4）实验结论：                                                              

如下两个反应： A、NaOH＋HCl＝NaCl＋H₂O     B、2FeCl₃＋Fe＝3FeCl₂
(1)根据两反应本质，分别判断能否用于设计原电池____________________________。其理由_________________________________________________________。
(2)如果可以，请画出实验装置图，注明电解质溶液名称和正负极材料，标出电子的流动方向，写出电极反应式。

________是正极，正极反应式：___________________；
________是负极，负极反应式：__________________。

某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时，进行如图所示实验：

查阅教材可知，普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO₂、NH₄Cl、ZnCl₂等物质。请回答以下问题：
（1）操作①的名称是        ；
（2）操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、       、泥三角和三脚架；操作③灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测灼烧前的滤渣中存在的物质有           。
（3）往操作④的试管中加入操作③灼烧后所得黑色固体，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，据此可初步认定灼烧后的黑色固体为         , 操作④相关的化学方程式为               。
（4）该同学要对滤液的成分进行检验，以确认是否含有NH₄⁺，该同学取少许滤液于试管中                （填写操作与现象），则证实滤液中含有NH₄⁺。
（5）该同学利用在废旧干电池中回收的Zn片和石墨电极，设计一个原电池实验，比较铜与锌的金属活动性强弱。
限用材料：铜片、锌片、石墨电极、稀硫酸、CuSO₄溶液、ZnSO₄溶液；
限用仪器：直流电源、电流计、导线、烧杯、试管、盐桥等中学化学常见的药品和仪器
请画出实验装置图，并作相应标注，同时写出正极方程式               。