高中化学验证原电池的效果实验题

某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果如下：试根据上表中的实验现象回答下列问题：

编号	电极材料	电解质 溶液	电流计指针偏转方向
1	Mg、Al	稀盐酸	偏向Al
2	Al、Cu	稀盐酸	偏向Cu
3	Al、石墨	稀盐酸	偏向石墨
4	Mg、Al	NaOH	偏向Mg
5	Al、Zn	浓硝酸	偏向Al

⑴实验1、2中 Al所作的电极是否相同？
⑵写出实验3中的电极反应式和电池总反应方程式。
⑶实验4中 Al做正极还是做负极，为什么？写出Al电极的电极反应式。
⑷解释实验5中电流计指针偏向Al的原因？
⑸根据实验结果总结：在原电池中金属铝作正极还是作负极受到哪些因素的影响。

（届河北省冀州中学高三3月摸底考试理综化学试卷）
氯碱工业是最基本的化学工业之一，离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法，其生产流程如下图所示：

（1）该流程中可以循环的物质是           。
（2）电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2－等无机杂质，所以在进入电解槽前需要进行两次精制，写出一次精制中发生的离子方程式    ，若食盐水不经过二次精制就直接进入离子膜电解槽会产生什么后果   。
（3）右图是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图(阳极用金属钛网制成，阴极由碳钢网制成)。则B处产生的气体是         ，E电极的名称是    。电解总反应的离子方程式为        。

（4）从阳极槽出来的淡盐水中，往往含有少量的溶解氯，需要加入8％～9％的亚硫酸钠溶液将其彻底除去，该反应的化学方程式为           。
（5）已知在电解槽中，每小时通过1安培的直流电可以产生1.492g的烧碱，某工厂用300个电解槽串联生产8小时，制得32%的烧碱溶液（密度为1.342吨/m³）113m³，电解槽的电流强度1.45 ×10⁴A，该电解槽的电解效率为           。

(5分)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：

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）上图所示的装置中，做负极的材料是_______（填“铜片”或“锌片”），该装置能将______转变为电能。
（3）能表明水果种类对电流大小有影响的实验编号是________和__________。
（4）请你再提出一个可能影响水果电池电流大小的因素：__________________________。

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：                                                              

如图甲、乙是电化学实验装置。

（1）若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。
①甲中石墨棒上的电极反应式为_________________________________________；
②乙中总反应的离子方程式为___________________________________________；
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl₂氧化了生成的I₂。若反应中Cl₂和I₂的物质的量之比为5：1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为_______________________________________________________。
（2）若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO₄溶液。
①甲中铁棒上的电极反应式为___________________________________________；
②如果起始时乙中盛有200mLpH=5的CuSO₄溶液（25℃），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入______________（填写物质的化学式）_______________g。

化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。
（1）在实验室中用浓盐酸与共热制取并进行相关实验。
①下列收集的正确装置是。

②将通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是。
③设计实验比较和的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和于试管中，。
（2）能量之间可以相互转化：电解食盐水制备是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。
限选材料：，，；铜片，铁片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图，并作相应标注。

要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
②铜片为电极之一，为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极。
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是，其原因是。
（3）根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在（2）的材料中应选作阳极。

下列装置和操作正确的是   (   )

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：__________________。

（I）某同学设计实验探究构成原电池的条件，装置如下：
实验一：实验探究电极的构成〈甲图〉

①A、B 两极均选用石墨作电极，发现电流计指针不偏转；② A、B 两极均选用铜片作电极，发现电流计指针不偏转；③ A极用锌片，B极用铜片，发现电流计指针向左偏转；④ A极用锌片，B极用石墨，发现电流计指针向左偏转。
结论一：____________________________________。
实验二：探究溶液的构成〈甲图，A极用锌片，B极用铜片)
①液体采用无水乙醇，发现电流计指针不偏转；
②改用硫酸溶液，发现电流计指针偏转，B极上有气体产生。
结论二 ：____________________________________。
实验三：对比实验，探究乙图装置能否构成原电池
将锌、铜两电极分别放入稀硫酸溶液中，发现锌片上有气泡产生，铜片上无明显现象，电流计指针不发生偏转。
结论三：____________________________________。
思考：对该同学的实验，同学乙提出了如下疑问，请你帮助解决。
（1）在甲图装置中，若A 为镁片，B为铝片，电解质溶液为NaOH溶液，电流计的指针应向_______偏转。
（2）一根金属丝两端分别放在图乙的两个烧杯之中，电流计指针_______（填“能”或“不能”）偏转。
（II）依据氧化还原反应：2Ag⁺(aq)+Cu(s)==Cu²⁺(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。

请回答下列问题：(1）电极X的材料是_________；电解质溶液Y是_________；
（2）当电路中转移0.01mol电子时，两电极的质量差为      g。

某研究小组为比较Al和Fe的金属性强弱，设计了图1所示的装置。

（1）甲中锥形瓶内盛放的液体是_______________________。
（2）若要比较产生气体的快慢，可以比较相同时间内产生气体的体积，也可以比较_    。
（3）为了确保“Al和Fe的金属活动性不同是导致产生气体速率不同的唯一原因”，实验时需要控制好反应条件。实验时除需保证甲中液体的体积、物质的量浓度和温度相同外，还需保证___________。
（4）某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO₄＋10FeSO₄＋8H₂SO₄===2MnSO₄＋5Fe₂(SO₄)₃＋K₂SO₄＋8H₂O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L^－1，盐桥中装有饱和K₂SO₄溶液．回答下列问题：

（注：盐桥常出现在原电池中，是由琼脂和和K₂SO₄溶液构成的，用来在两种溶液中转移电子。）
(i)发生氧化反应的烧杯是_______ (填“甲”或“乙”)．
(ii)外电路的电流方向为：从______到____．(填“a”或“b”)
(iii)电池工作时，盐桥中的SO移向______(填“甲”或“乙”)烧杯．
(iv)甲烧杯中发生的电极反应式为_________．

如图甲、乙是电化学实验装置。

（1）若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液，则：
①甲中石墨棒上的电极反应式为       ；
②乙中总反应的离子方程式为        ；
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl₂氧化了生成的I₂ 。若反应中Cl₂和I₂的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为        。
（2）若甲乙两烧杯中均盛有足量CuSO₄溶液，则：
①甲中铁棒上的电极反应式为       ；
②如果起始时乙中盛有200mLpH=5的CuSO₄溶液（25℃），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入的物质是       （写化学式），其质量为          g。

(10分)为了探究原电池的电极名称不仅与电极材料有关还与电解质溶液有关，某学生做了如下的实验

编号	电极材料	电解质溶液	电子流向
①	Mg—Al	HNO3(浓)	Mg→Al
②	Mg—Al	HCl(aq)	Mg→Al
③	Mg—Al	NaOH(aq)	Al→Mg
④	Al—Cu	HNO3(浓)	Cu→Al

根据以上表格内容回答：
（1）(4分)实验1中Mg作___________(填正极或负极)，发生__________(氧化反应或还原反应)
实验3中Mg作________，总反应：__________(同上)
（2）(6分)实验2中Mg电极反应式为__________________。
Al电极上的电极反应式为______________________，总的电池反应是_______________________。

为了减少煤燃烧对大气造成的污染，煤的气化和液化是高效、清洁利用煤炭的重要途径，而减少CO₂气体的排放也是人类面临的重大课题。煤综合利用的一种途径如下所示：

（1）用如图[（1）小题图]所示装置定量检测过程①产生的CO₂（已知：煤粉燃烧过程中会产生SO₂）B中预期的实验现象是　　　           ，D中的试剂是　　　　                 。
        
（2）已知① C(s) + H₂O(g) =  CO(g) + H₂ (g)  ； ΔH₁ =" +131.3" kJ·mol^-1
② C(s) + 2H₂O(g) = CO₂(g) + 2H₂(g)　；ΔH₂ =" +90" kJ·mol^-1
　则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是　　　　　　　　　 。
（3）用（3）小题图装置可以完成⑤的转化，同时提高能量的利用率。其实现的能量转化形式主要是由　　 　　　能转化为             能，a的电极反应式是　　 　　　　         。
（4）燃煤烟气中的CO₂可用稀氨水吸收，不仅可以减少CO₂的排放，也可以生产化肥碳酸氢铵。假设该方  法每小时处理含CO₂的体积分数为11.2%的燃煤烟气 1000 m³(标准状况)，其中CO₂的脱除效率为80%，则理论上每小时生产碳酸氢铵　               　　kg。

高铁酸钾（K₂FeO₄）具有高效的消毒作用，为一种新型非氯高效消毒剂。电解法制备高铁酸钾操作简便，成功率高，易于实验室制备。其原理如下图所示。

I. 实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料发现，高铁酸根（FeO₄^2－）在溶液中呈紫红色。
（1）电解过程中，X极是   极，电极反应是                  。
（2）电解过程中，Y极放电的有                              。
（3）生成高铁酸根（FeO₄^2－）的电极反应是                     。
II. 若用不同种电池作为上述实验的电源，请分析电池反应。
（1）铅蓄电池总的化学方程式为：
2H₂O＋2PbSO₄ Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄，则它在充电时的阳极反应为
                                                           。
（2）镍镉碱性充电电池在放电时，其两极的电极反应如下：
正极：2NiOOH＋2H₂O＋2e^－＝2Ni（OH）₂＋2OH^－
负极：Cd＋2OH^－－2e^－＝Cd（OH）₂
则它在放电时的总反应的化学方程式为                  。
（3）肼（N₂H₄）是一种可燃性液体，可用作火箭燃料。已知在25℃、101kPa时，32.0g N₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气和液态水，放出624kJ的热量，则N₂H₄完全燃烧的热化学方程式是                                     ；
肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液，放电时负极的电极反应是                              。
（4）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐，电池总反应方程式为：C₃H₈＋5O₂＝3CO₂＋4H₂O。
写出该电池正极的电极反应：                              。
（5）当制备相同物质的量的高铁酸钾时，理论上，上述四种电池中分别消耗的Pb、Cd、肼、丙烷的物质的量之比是                       。

实验题
I.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）上述实验中发生反应的离子方程式有                   ；
（2）实验室中现有Na₂SO₄、MgSO₄、FeSO₄、K₂SO₄等4种溶液，可与实验中CuSO₄溶液起相似作用的是       ；
（3）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/LH2SO4/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        。
Ⅱ、某兴趣组进行下列实验测定某稀硫酸的质量分数，选用酚酞做指示剂。
操作①：取5.00 mL稀H₂SO₄溶液(密度为1.00 g/mL)置于锥形瓶中加水稀释；
操作②：用0.1000 mol/LKOH标准溶液滴定；
操作③：用同样方法滴定，4次消耗KOH溶液的体积分别为20.00 mL、19.98 mL、20.02 mL、20.40 mL。
请回答下列问题：
（4）如何判定滴定终点：______________________________________________。
（5）在上述实验中，下列操作会造成测定结果偏高的有________(填序号)。
A．锥形瓶用待测液润洗
B．量取稀H₂SO₄溶液的滴定管用蒸馏水洗净，未用稀H₂SO₄溶液润洗
C．滴定速度过快，又未摇匀，停止滴定后发现红色褪去
D．滴定前读数时平视，滴定终点读数时仰视
（6）分析数据，计算稀H₂SO₄溶液中溶质的质量分数为_________ (保留三位有效数字)。