高中化学第四章电化学基础1原电池同步检测含解析 人教版选修4

高中化学第四章电化学基础1原电池同步检测含解析 人教版选修4

第一节　原电池 记一记 ‎1.原电池构成“三条件”：‎ ‎(1)正、负两个电极。‎ ‎(2)电解质溶液。‎ ‎(3)形成闭合回路。‎ ‎2．原电池正、负极判断“四方法”：‎ ‎(1)负极：①活泼性较强的金属；②电子流出的一极；③发生氧化反应的一极；④阴离子移向的一极。‎ ‎(2)正极：①活泼性较弱的金属或导电的非金属(碳棒)；②电子流入的一极；③发生还原反应的一极；④阳离子移向的一极。‎ 探一探 分析如下图所示组成的双液原电池，试探究下列问题：‎ ‎1．该装置中电子移动方向如何？溶液中的SO浓度如何变化？‎ ‎[提示]　该原电池负极是锌，正极是铜，电子由Zn极流向Cu极，盐桥中的K＋向正极移动，Cl－向负极移动，从而平衡电荷，溶液中的SO浓度不变。‎ ‎2．若将Zn棒和Cu棒同时浸入CuSO4溶液中，电流计偏转幅度如何变化？‎ ‎[提示]　若将Zn棒和Cu棒同时浸入CuSO4溶液，效率不高，电流计的指针偏转幅度变小，且电流在短时间内衰竭。‎ ‎3．写出锌铜原电池中正、负极材料上发生的电极反应式。‎ ‎[提示]　‎ 正极：Cu2＋＋2e－===Cu；‎ 负极：Zn－2e－＝Zn2＋。‎ ‎4．原电池中盐桥的作用是什么？盐桥中离子移向何极？‎ ‎[提示]　盐桥的作用是①形成闭合回路；②保持电解质溶液中电荷守恒，使电极反应能持续发生。盐桥中的Cl－移向负极，K＋移向正极。‎ - 16 -‎ ‎　‎ 判一判 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)原电池是将化学能转化为电能的装置。(√)‎ ‎(2)CaO＋H2O===Ca(OH)2是放热反应，可设计成原电池。(×)‎ ‎(3)原电池正极发生氧化反应，负极发生还原反应。(×)‎ ‎(4)原电池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动。(×)‎ ‎(5)原电池中电子从负极出发沿导线移向正极，然后通过电镀妥质溶液到达负极。(×)‎ ‎(6)原电池中电子流向与电流方向相反。(√)‎ ‎(7)原电池两个电极一定是导电的金属。(×)‎ ‎(8)原电池可以加快某些化学反应速率。(√)‎ ‎(9)设计原电池，可以保护金属，减小金属的腐蚀速率。(√)‎ ‎(10)将又液原电池中的盐桥换为导线，导线上一定没有电流通过。(×)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 练一练 ‎1.[2019·腾冲八中高二月考]下列装置中，能构成原电池的是(　　)‎ 答案：D ‎2．[2019·攀枝花高二检测]如图所示是Zn和Cu组成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如下，则卡片上描述合理的是(　　)‎ ‎①Cu为负极，Zn为正极 ‎②Cu极上有气泡产生，发生还原反应 ‎③SO向Cu极移动 ‎④若有0.5 mol电子流经导线，则可产生0.25 mol气体 ‎⑤正极反应式：Cu＋2e－===Cu2＋，发生氧化反应 ‎⑥电子的流向：Cu→Zn A．①②③ B．②④⑥ C．③④⑤ D．②④‎ - 16 -‎ 答案：D ‎3．[2019·朝阳区高二调研]有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：‎ 实验装置 部分实验现象 a极质量减小；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极　‎ 由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　)‎ A．a>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a>b>d>c 答案：C ‎4．设计原电池Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋，在方框中面出能形成稳定电流的半电池形式的装置图(标出电极材料、电解质溶液)‎ 负极：________，电极反应：‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 正极：________，电极反应：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：‎ Zn　Zn－2e－===Zn2＋　Pt　2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋‎ 知识点一 原电池的工作原理 ‎1.(2019·辽宁部分重点高中高二联考)下列关于铜锌原电池(如图所示)的说法正确的是(　　)‎ A．Zn是负极，发生还原反应 - 16 -‎ B．Cu是负极，发生氧化反应 C．铜片上有气体逸出 D．电子由铜片通过导线流向锌片 解析：该装置是原电池，Zn失电子发生氧化反应，作负极，A错误；Cu作正极，正极上发生还原反应，B错误；Cu作正极，H＋在正极得电子发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑，C正确；负极上发生失电子的氧化反应，正极上发生得电子的还原反应，该装置中Zn作负极、Cu作正极，所以电子从锌片沿导线流向铜片，D错误。‎ 答案：C ‎2．某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是(　　)‎ A．电池工作时，盐桥中的Cl－向负极移动 B．负极反应式：2H＋＋2e－===H2↑‎ C．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变 D．Fe作正极，发生氧化反应 解析：根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，盐桥的作用是构成闭合回路和平衡两烧杯中的电荷，所以Cl－向负极移动，故A正确；铁作负极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故B错误；左烧杯中pH基本不变，右烧杯中消耗H＋，c(H＋)减小，pH增大，故C错误；电池总反应式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，铁作负极，发生氧化反应，故D错误。‎ 答案：A ‎3．[2019·河南中原名校高二第二次联考]锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述中正确的是(　　)‎ A．铜电极上发生氧化反应 B．电池工作一段时间后，甲池中的c(SO)减小 - 16 -‎ C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 解析：活泼金属锌作负极，铜作正极，铜电极上发生还原反应，故A错误；电池工作一段时间后，甲池中的c(SO)不变，故B错误；铜电极上发生电极反应Cu2＋＋2e－===Cu，同时Zn2＋通过阳离子交换膜从甲池移向乙池，由电荷守恒可知，乙池中每析出1 mol Cu，则有1 mol Zn2＋从甲池移向乙池，因为M(Zn)>M(Cu)，所以乙池溶液的总质量增加，故C正确；阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，阴离子不能通过阳离子交换膜，故D错误。‎ 答案：C 知识点二 电极反应式的书写 ‎4.实验室用铁片、铜片和AgNO3溶液组成原电池，则正极的电极反应式为(　　)‎ A．Fe－3e－===Fe3＋‎ B．Fe－2e－===Fe2＋‎ C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－‎ D．Ag＋＋e－===Ag 解析：在此原电池中，铁片、铜片分别为负极和正极，总反应为Fe＋2AgNO3===2Ag＋Fe(NO3)2，正极的电极反应为Ag＋＋e－===Ag，D项正确。‎ 答案：D ‎5．[2019·新疆生产建设兵团第二中学高二期末考试]下列电极反应式书写正确的是(　　)‎ A．以惰性材料为电极、KOH溶液为电解质溶液的燃料电池，负极的电极反应式为H2－2e－===2H＋‎ B．铜、锌在稀硫酸中构成原电池，正极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑‎ C．以铜为电极将2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋设计成原电池，正极的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋‎ D．以铝、铁为电极，在氢氧化钠溶液中构成原电池，负极的电极反应式为Al－3e－===Al3＋‎ 解析：A项，以惰性材料为电极、KOH溶液为电解质溶液的燃料电池。负极的电极反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，错误；B项，锌比铜活泼，铜、锌在稀硫酸中构成原电池，锌作负极，铜作正极，正极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，正确；C项，以铜为电极将2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋设计成原电池，铜作负极，正极上铁离子得到电子，电极反应式为Fe3＋＋e－===Fe2＋，错误；D项，以铝、铁为电极，在氢氧化钠溶液中构成原电池，铝作负极，负极的电极反应式为Al－3e－＋4OH－===2H2O＋AlO，错误。‎ 答案：B - 16 -‎ ‎6．分析下图所示的四个原电池装置，结论正确的是(　　)‎ A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑‎ C．③中Fe作电池负极 D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑‎ 解析：①当稀硫酸是电解质溶液时，Mg作负极(活泼性Mg>Al)；②当NaOH溶液是电解质溶液时，Al作负极(Mg不与NaOH溶液反应)；③中Cu作负极，反应式为Cu－2e－===Cu2＋，Fe作正极，因为常温下，Fe被浓硝酸钝化；④中Cu作正极，电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－。‎ 答案：B 知识点三 原电池原理的应用 ‎7.有M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋===N＋M2＋；②M、P用导线连接后放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡产生；③N、E用导线连接后放入E的硫酸盐溶液中，电极反应为E2＋＋2e－===E，N－2e－===N2＋。则四种金属的还原性由强到弱的顺序是(　　)‎ A．P、M、N、E B．E、N、M、P C．P、N、M、E D．E、P、M、N 解析：由①知，还原性：M>N；由②知，M为原电池正极，故还原性：P>M；由③知，N为原电池负极，故还原性：N>E。练上所述，还原性：P>M>N>E。‎ 答案：A ‎8．根据如图所示的装置，可判断出下列离子方程式错误的是(　　)‎ A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)‎ B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)‎ C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)‎ - 16 -‎ D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)‎ 解析：图1原电池装置中，Cd作负极，Co作正极，自发进行的氧化还原反应是Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)；图2原电池装置中，Co作负极，Ag作正极，自发进行的氧化还原反应是2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)。金属活动性：Cd>Co>Ag，因此B、C、D项都正确。由于Cd2＋不能氧化Ag，所以A项不正确。‎ 答案：A ‎9．(1)我国首创以铝－空气－海水电池作能源的新型海水标志灯，以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放人海水数分钟，就会发出耀眼的白光。则电池的负极材料是________，负极反应式为 ‎________________________________________________________________________；‎ 正极反应式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)熔盐电池具有高发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得萑650 ℃下工作的燃料电池，完成有关电池反应式。负极反应式为2CO＋2CO－4e－===4CO2，正极反应式为 ‎________________________________________________________________________，‎ 电池总反应式为 ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：‎ ‎(1)在铝－空气－海水电池中，Al为负极，发生氧化反应：4Al－12e－===4Al3＋，空气中的氧气在正极发生还原反应：3O2＋6H2O＋12e－===12OH－。‎ ‎(2)该熔盐燃料电池中，正极上O2得电子，和CO2反应生成CO，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO；负极上燃料CO失电子，和CO反应生成CO2，电极反应式为2CO＋2CO－4e－===4CO2；在得失电子相等条件下将正、负极反应式相加得电池总反应式：2CO＋O2===2CO2。‎ 答案：‎ ‎(1)铝　4Al－12e－===4Al3＋　3O2＋6H2O＋12e－===12OH－(或其他正确形式)‎ ‎(2)O2＋2CO2＋4e－===2CO　2CO＋O2===2CO2‎ 基础达标 ‎1.铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是(　　)‎ - 16 -‎ A．正极反应式：Zn－2e－===Zn2＋‎ B．电池总反应式：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu C．在外电路中，电子从正极流向负极 D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液 解析：锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，正极反应式应为Cu2＋＋2e－===Cu，故A错误；负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，正、负两极反应式相加，得到总反应式：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，故B正确；根据原电池工作原理，电子从负极经外电路流向正极，故C错误；根据原电池工作原理，阳离子移向正极，即盐桥中的K＋移向CuSO4溶液，故D错误。‎ 答案：B ‎2．下列反应不可用于设计原电池的是(　　)‎ A．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O B．2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑‎ D．4AI＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3‎ 解析：只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池。NaOH与HCl的反应为非氧化还原反应。‎ 答案：A ‎3．原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是(　　)‎ A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式力Cu－2e－===Cu2＋‎ B．由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋‎ C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋‎ 解析：铁比铜活泼，铁作自极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A错误；铝比铜活泼，铝作负极，负极反应式为Al－3e－===AI3＋，故B正确；虽然镬比铝活泼，但镁不与氢氧化钠溶液反应，因此铝作自极，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O，故C正确；Al遇浓硫酸发生钝化反应，则铜作负极，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，故D正确。‎ 答案：A - 16 -‎ ‎4.某化学兴趣小组利用反应Zn＋2FeCl3===ZnCl2＋2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置，下列说法正确的是(　　)‎ A．Zn为负极，发生还原反应 B．b电极反应式为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋‎ C．电子流动方向是a电极→FeCl3溶液→b电极 D．电池的正极材料可以选用石墨、铂电极，也可以用铜电极 解析：根据Cl－的移动方向可知，b电极为负极，a电极为正极，根椐电池反应式可知，Zn发生失电子的氧化反应，即b电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋，A、B项错误；电子流动方向是b电极→导线→a电极，C错误；正极材料的活泼性应比负极材料弱，D正确。‎ 答案：D ‎5．下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是(　　)‎ A．均发生了化学能转化为电能的过程 B．Zn和Cu既是电极材料义是反应物 C．工作过程中，电子均由Zn经导线流向Cu D．相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高 解析：两个装置都为原电池装置，均发生化学能转化成电能的过程，故A正确；根据原电池的工作原理，锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，铜本身希是反应物，故B错误；锌作负极，电子从负极经外电路流向正极，故C正确；图乙中装置产生的电流在一谩时间内变化不太，但图甲装置产生的电流在较短时间内就会衰减，故D正确。‎ 答案：B ‎6．下图是某校实验小组设计的一套原电池装置，下列有关描述不正确的是(　　)‎ - 16 -‎ A．此装置能将化学能转变为电能 B．石墨电极的反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ C．电子由Cu电极经导线流向石墨电极 D．电池的总反应式：2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl＋2H2O 解析：该装置是原电池装置，可以把化学能转化为电能，A正确；石墨电板通入的是氧气，氧气发生还原反应，电解质溶液为盐酸，所以电极反应式是O2＋4e－＋4H＋===2H2O，B错误；因为石墨电极发生还原反应，所以石墨作正极，则Cu作自极，电子由负板(Cu电极)经导线流向正极(石墨电极)，C正确；该电池的正极反应是Cu失去电子生成Cu2＋，所以电池的总反应式为2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl2＋2H2O，D正确。‎ 答案：B ‎7．有A、B、C、D四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向A→B；当A、D组成原电池时，A为正极；B与E构成原电池时，电极反应式为E2＋＋2e－===E，B－2e－===B2＋。则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为(　　)‎ A．A>B>E>D B．A>B>D>E C．D>E>A>B D．D>A>B>E 解析：原电池电子由负极流向正极，负极活泼，故活动性A>B；当A、D组成原电池时，A为正极，金属活动性为D>A；B与￡构成原电池时，B失去电子，即B作负极，金属活动性为B>E，故A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为D>A>B>E。‎ 答案：D ‎8．有关下图装置的说法中正确的是(　　)‎ A．氧化剂与还原剂必须直接接触，才能发生反应 B．乙池中电极反应式为NO＋4H＋＋e－===NO2↑＋2H2O C．当铜棒质量减少6.4 g时，甲池溶液质量增加6.1 g D．当铜棒质量减少6.4 g时，向乙池密封管中通入标舷状况下1.12 L O2将使气体全部溶于水 - 16 -‎ 解析：A项，该原电池中氧化反应与还原反应是在两个不同的烧杯中完成的，因此氧化剂与还原剂没有直接接触，A项错误；B项，乙池是正极，溶液中的NO3得到电子，电极反应式为NO＋2H－＋e－===NO2↑＋H2O，B项错误；C项，当铜棒质量减少6.4 g(即0.1 moI)时，甲池溶液中Cu2＋增加0.1 mol，但由于盐桥中Cl向甲池中移动，所以溶液增加的质量大于6.4 g，C项错误；D项，当铜棒质量减少6.4 g(即0.1 mol)时，转移电子的物质的量是0.2 mol，所以根据电极反应式NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O可知，生成NO2的物质的量是0.2 mol，则根据反应式4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知需要氧气的物质的量是0.05 mol，其在标准状况下的体积是1.12 L，D项正确。‎ 答案：D ‎9.原电池的应用极为广泛。利用如图所示原电池可测量空气中Cl2的含量，电解质是Ag＋可以在其中自由移动的固体物质，下列分析正确的是(　　)‎ A．电流从Ag电极经外电路流向Pt电极 B．电池工作时，电解质中Ag＋数目增多 C．正极反应式：Cl2＋2e－===2Cl－‎ D．空气中c(Cl2)越大，Ag极消耗速率越快 解析：电子从Ag电极(负极)经外电路流向Pt电极(正极)，电流则经外电路从Pt电极流向Ag电极，故A错误；电池工作时，负极Ag失去电子变为Ag＋，正极上Cl2获得电子变为Cl－，Cl－与电解质中的Ag＋结合形成AgCl沉淀，因在负极生成2 mol Ag＋时，正极同时生成2 mol AgCl，所以电解质中Ag＋数目不变，故B错误；氯气在正极发生还原反应生成Cl－，Cl－与Ag＋反应生成AgCl沉淀，电极反应式是Cl2＋2e－＋2Ag＋===2AgCl↓，故C错误；反应原理是Ag与氯气反应，空气中c(Cl2)越是，Ag极消耗速率越快，故D正确。‎ 答案：D ‎10．常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(如图甲)，测得原电池的电流(I)随时间(t)的变化如图乙所示，已知O～t1 s时，原电池的负极是Al片，反应过裎中有红棕色气体产生。下列说法不正确的是(　　)‎ - 16 -‎ A．O～t2 s时，正极的电极反应式为2H＋＋NO－e－===NO2↑＋H2O B．O～t1 s时，溶液中的H＋向Cu电极移动 C．t1 s时，负极的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋‎ D．t1 s时，原电池中电子流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了Al的进一步反应 解析：原电池的正极发生还原反应，电极反应式为2H＋＋NO3＋e－===NO2↑＋H2O，故A错误；在O～t1 s时，铝作负极，在电场作用下，阳离子向电池正极移动，即溶液中的H＋向Cu电极移动，故B正确；由图乙得t1 s时刺电流方向改变，说明电池的负极发生变化，所以t1 s时，负极的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，故C正确；t1 s时，原电池中电子流动方向发生改变是因为Al在浓硝酸中钝化，氧化膜阻碍了Al的进一步反应，故D正确。‎ 答案：A ‎11．由A、B、C、D四种金属按下表中装置图进行实验。‎ 装置 现象 二价金属A不断溶解 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极增重，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－===A2＋‎ - 16 -‎ ‎(2)Cu2＋＋2e－===Cu ‎(3)变大 ‎(4)D>A>B>C ‎12.原电池是化学对人类的一项重大贡献。‎ ‎(1)某兴趣小组为研究原电池原理，设计如图所示装置。‎ ‎①a和b不连接时，烧杯中发生反应的离子方程式是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②a和b用导线连接，Cu极为原电池________极(填“正”或“负”)，Zn极发生________(填“氧化”或“还原”)反应。‎ ‎③a和b用导线连接，Zn片上发生的电极反应：____________________，Cu片上发生的电极反应：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)若a和b相连接，导线上转移0.2 mol电子时，理论上Zn片质量减轻________ g。‎ 解析：‎ ‎(1)①a和b不连接时，该装置不构成原电池，锌和氢离子发生置换反应，离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；②a和b用导线连接，该装置构成原电池，铜作正极，正极上发生还原反应；锌作负极发生氧化反应；③a和b用导线连接，该装置构成原电池，铜作正极，发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑锌作负极发生氧化反应，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。‎ ‎(2)锌片减少的质量＝×65 g·mol－1＝6.5 g。‎ 答案：‎ ‎(1)①Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑　②正　氧化 ‎③Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎(2)6.5‎ 能力达标 - 16 -‎ ‎13.根据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)，设计的原电池如图所示，其中盐桥内装琼脂饱和KNO3溶液。请回答下列问题：‎ ‎(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是________。‎ ‎(2)银电极为电池的________极，写出两电极的电极反应式：‎ 银电极：‎ ‎________________________________________________________________________；‎ X电极：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。‎ ‎(4)盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是________(填字母)。‎ A．K＋ B．NO C．Ag＋ D．SO ‎(5)其中CuSO4溶液能否被H2SO4(稀)溶液代替________。Ag电极能否被石墨代替________。‎ 解析：(1)由反应方程式可知，Cu为还原荆，作负极，即Cu为X极，Ag＋(aq)为氧化荆，即Y应为AgNO3溶液。(2)银电极为电池的正极，正极发生还原反应：2Ag＋＋2e－===2Ag，负极(X电极)发生氧化反应：Cu－2e－===Cu2＋。(3)外电路中的电子从Cu电极(负极)流向Ag电极(正极)。(4)左边烧杯中Cu－2e－===Cu2＋，阳离子浓度增加，故盐桥中的阴离子NO移向CuSO4溶液中。(5)CuSO4溶液主要是具有导电性的作用，可以被其他不与Cu反应的电解质溶液代替。正极本身不参与反应，只要是活泼性比Cu差的金属或能导电的非金属均可以作电极，故Ag电极能被石墨代替。‎ 答案：‎ ‎(1)Cu　AgNO3溶液 ‎(2)正　2Ag＋＋2e－===2Ag　Cu－2e－===Cu2＋‎ ‎(3)Cu　Ag ‎(4)B　(5)能　能 ‎14．[2019·北京朝阳区高二期末]应用电化学原理，回答下列问题：‎ - 16 -‎ ‎(1)上述三个装置中，负极反应物化学性质上的共同特点是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)甲中电流计指针偏移时，盐桥(装有含琼脂的KCl饱和溶液)中离子移动的方向是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)乙中正极反应式为____________；若将H2换成CH4，则负极反应式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将外接电源的负极与铅蓄电池________极相连接。‎ ‎(5)应用原电池反应可以探究氧化还原反应进行的方向和程度。现连接如图装置并加入药品(盐桥叶t的物质不参与反应)，进行实验：‎ ⅰ.K闭合时，指针偏移。放置一段时间后，指针偏移减小。‎ ⅱ.随后向U形管左侧逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液，发现电流表指针的变化依次为偏移减小→回到零点→逆向偏移。‎ ‎①实验ⅰ中银作________极。‎ ‎②综合实验ⅰ、ⅱ的现象，得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式是 - 16 -‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)负极反应物中有元素化合价升高，发生氧化反应，相应物质本身具有还原性，即负极反应物化学性质上的共同特点是易失电子被氧化，具有还原性。(2)原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则盐桥中的钾离子会移向硫酸铜溶液，氯离子移向硫酸锌溶液。(3)乙中装置为碱性氢氧燃料电池，正极上氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－；若将H2换成CH4，则负极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。(4)丙中铅蓄电池放电一段时间后，进行充电时，要将负极中的硫酸铅变成荜质铅，发生还原反应，所以应作电解池的阴极，则与电源的负极相连。(5)①亚铁离子失电子发生氧化反应，所以石墨电极作负极，银作正极；②综合实验ⅰ、ⅱ的现象，可知Ag＋和Fe2＋的反应可逆，故得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式：Fe2＋＋Ag＋Fe3＋＋Ag。‎ 答案：‎ ‎(1)易失电子被氧化，具有还原性 ‎(2)钾离子移向硫酸铜溶液、氯离子移向硫酸锌溶液 ‎(3)O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O ‎(4)负 ‎(5)①正　②Fe2＋＋Ag＋Fe3＋＋Ag - 16 -‎