请回答下列问题:
(1)铁电极是原电池的________极,电极反应式为________________________, (2)石墨电极是原电极的____________极,电极反应式为__________________。
(3)反应前,两电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差18 g,则导线中通过________mol电子。
【解析】(1)Fe作原电池的负极,电极反应式为Fe-2e(2)石墨作原电池的正极,电极反应式为Cu+2e
2+
--
Fe。
2+
Cu。
(3)若线路中有2 mol电子转移时,开始两电极的质量相等,负极质量减小56 g,则正极质量增加64 g,两极的质量差为56 g+64 g=120 g,所以当两电极质量相差18 g时,有
mol=0.15 mol,Fe失去电子,则转移电子的物质的量是 0.3 mol。 答案:(1)负 Fe-2e(2)正 Cu+2e
2+
--
Fe
2+
Cu (3)0.3
(30分钟·50分)
一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分)
1.(2015·无锡高二检测)将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸中,并经过一段时间后,下列叙述中正确的是( ) A.负极有Cl2逸出,正极有H2逸出 B.负极附近Cl的浓度减小 C.正极附近Cl的浓度逐渐增大 D.溶液中Cl的浓度基本不变
【解析】选D。在该原电池中,Fe为负极,电极反应为Fe-2e应为2H+2e
+
------
Fe,正极为Ag,电极反
2+
H2↑,整个溶液中Cl的浓度基本保持不变,故D正确。
ZnBr2设计成原电池,下列4个电极反应:
--
2.可以将反应Zn+Br2①Br2+2e③Zn-2e
---
2Br,②2Br-2eZn,④Zn+2e
2+
2+
-
Br2, Zn,
其中表示该电池工作时负极和正极反应的分别是( ) A.②和③ B.②和① C.③和①
D.④和①
【解析】选C。该电池工作时负极反应物为Zn,失电子被氧化,正极反应物为Br2,得电子被还原。
3.下列叙述正确的是( ) A.反应AlCl3+4NaOH
NaAlO2+3NaCl+2H2O,可以设计成原电池
B.Zn和稀硫酸反应时,加入少量CuSO4溶液能加快产生H2的速率
C.把Fe片和Cu片放入稀硫酸中,并用导线把二者相连,观察到Cu片上产生大量气泡,说明Cu与H2SO4能发生反应而Fe被钝化 D.在原电池中,活泼金属一定作负极
【解析】选B。A项,反应为非氧化还原反应,不能设计成原电池,错误;B项,Zn和CuSO4溶液反应生成Cu,构成Zn-Cu-H2SO4原电池,加快产生H2的速率,正确;C项,构成原电池,Fe片作负极发生氧化反应,Cu片作正极,H发生还原反应,错误;D项,在Al-Mg-NaOH原电池中,Al作负极,错误。
【易错提醒】判断电极时,不能简单依据金属的活泼性来判断,要注意以下特例: (1)在Al、Mg、强碱溶液构成的原电池中,Al作负极,Mg作正极。
(2)在Fe(或Al)、Cu、浓硝酸构成的原电池中,由于Fe、Al被钝化作正极,Cu作负极。 4.下列事实不能说明Al的金属活动性比Cu强的是( ) A.常温下将铝投入CuSO4溶液中
B.常温下将铝和铜用导线连接一起放入稀盐酸中 C.常温下将铝和铜不用导线连接一起放入稀盐酸中 D.常温下将铝和铜用导线连接一起放入氢氧化钠溶液中
【解析】选D。A项,铝表面析出红色物质,说明铝把铜置换出来,即铝比铜活泼;B项,构成原电池,铝作负极,铜作正极,说明铝比铜活泼;C项,铝与盐酸剧烈反应,铜不反应,说明铝比铜活泼;D项,在氢氧化钠溶液中能反应生成气体的金属,其活动性不一定强,如Mg和Al。
5.(2015·日照高二检测)如图所示的装置中,在产生电流时,以下说法正确的是( )
+
A.Fe是正极,C是负极 B.负极反应式为Fe-3e
-
Fe
3+
C.盐桥中阴离子移向FeCl3溶液 D.导线中的电流由石墨电极流向Fe电极 【解析】选D。由于Fe+2FeCl3正极:2Fe+2e
3+
-2+
3FeCl2,所以Fe为负极,C为正极。负极:Fe-2e
-
Fe,
2+
2Fe。盐桥中的阴离子移向负极区域。
【互动探究】(1)若线路中转移1 mol电子时,溶解铁的质量是多少? 提示:28 g
(2)将上题中的铁棒换成铜棒,是否有电流产生? 提示:是。发生的原电池反应为Cu+2FeCl3池。
6.(2015·常德高二检测)如图所示的原电池可测量空气中Cl2的含量(原电池的电解质是含有自由移动Ag的固体物质)。下列分析不正确的是( )
+
2FeCl2+CuCl2,为氧化还原反应,可构成原电
A.电子由Ag电极经外电路流向Pt电极 B.空气中c(Cl2)越大,Ag极消耗速率越快 C.正极反应:Cl2+2e+2Ag
-+
2AgCl
D.原电池工作时电解质中Ag数目减少
【解析】选D。正极为Pt电极,负极为Ag电极,总反应式为Cl2+2Ag为2Ag-2e
-
+
2AgCl,负极反应
2Ag,正极反应为Cl2+2e+2Ag
+-+
2AgCl,电子从负极流向正极,电流从正极
流向负极。空气中c(Cl2)越大,反应速率越快,Ag极消耗速率越快。负极为Ag电极,溶液中的Ag数目不变。
二、非选择题(本题包括2小题,共20分)
7.(10分)由A、B、C、D四种金属按表中装置图进行实验。
+
装置 现象 二价金属A不断地溶解 C的质量增加 A上有气体产生 根据实验现象回答下列问题:
(1)装置甲中负极的电极反应式是_______________________________。 (2)装置乙中正极的电极反应式是_______________________________。 (3)装置丙中溶液的pH______(填“变大”“变小”或“不变”)。 (4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是____________________________。
【解析】甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理,甲中A不断溶解,则A为负极、B为正极,活泼性A>B;乙中C的质量增加,即析出Cu,则B为负极,活泼性B>C;丙中A上有气体即有H2产生,则A为正极,活泼性D>A,随着H的消耗,pH变大。 答案:(1)A-2e
-+
A (2)Cu+2e
2+2+-
Cu
(3)变大 (4)D>A>B>C
【互动探究】(1)请写出丙装置的正极反应式。 提示:2H+2e
+
-
H2↑。
(2)若用A、B为电极与硫酸铜溶液组成原电池,则哪个是负极?正极反应式是什么? 提示:由原题解析知金属活泼性A大于B,故A、B组成的原电池,A是负极,B是正极。正极反应式为Cu+2e
2+
-
Cu。
8.(10分)(2015·常州高二检测)Ⅰ.某化学活动小组利用如下甲装置对原电池进行研究,请回答下列问题:(其中盐桥为含有饱和KCl溶液的琼脂)

