题目内容

（1）下列装置1能组装成原电池的是

I、Ⅲ

．（填序号）

（2）对于锌-铜-稀硫酸组成的原电池装置，当导线中有0.1mol电子通过时，写出负极的电池反应式

Zn-2e^-=Zn²⁺

，铜片上析出

1.12L

LH₂（标准状况下）．
（3）如图2所示装置：若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为

，总反应方程为

2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

．
（4）利用反应：Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺设计一个化学电池（电极材料和电解液自选），画出实验装置图3，注明电解质溶液名称和正负极材料．

分析：（1）形成原电池时，必须形成闭合电路，且有电解质溶液，电极为活泼性不同的两种金属或金属与非金属；
（2）对于锌-铜-稀硫酸组成的原电池装置，锌为负极，发生氧化反应：Zn-2e^-=Zn²⁺，正极发生还原反应：2H⁺+2e^-=H₂↑，结合电极方程式计算生成氢气的体积；
（3）当溶液呈碱性时，铝能与NaOH溶液反应，而镁不反应，所以铝作负极，镁作正极，电池总反应和铝与NaOH溶液的反应相同，为2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（4）根据反应可知Fe应为负极，被氧化，正极可为C、Cu等，电解质溶液含有Fe³⁺．

解答：解：（1）Ⅱ中酒精不导电，不能形成原电池，Ⅳ没有形成闭合回路，不能形成原电池，Ⅰ、Ⅲ可以，故答案为：I、Ⅲ；
（2）对于锌-铜-稀硫酸组成的原电池装置，锌为负极，发生氧化反应：Zn-2e^-=Zn²⁺，正极发生还原反应：2H⁺+2e^-=H₂↑，
当导线中有0.1mol电子通过时，生成0.05molH₂，
体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
故答案为：Zn-2e^-=Zn²⁺；1.12L；
（3）当溶液呈碱性时，铝能与NaOH溶液反应，而镁不反应，所以铝作负极，镁作正极，电池总反应和铝与NaOH溶液的反应相同，为2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，
故答案为：Al； 2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑；
（4）根据反应可知Fe应为负极，被氧化，正极可为C、Cu等，电解质溶液含有Fe³⁺，乐为氯化铁或硫酸铁等，装置图为

，
故答案为：

．

点评：本题考查较为综合，涉及原电池的设计和工作原理的探究，为高考常见题型，侧重于基础知识的考查，题目难度不大，注意把握原电池的组成和原理，学习中注意基础知识的积累．

练习册系列答案

三星堆遗址考古的重大发现，揭开了川西平原早期蜀国的面纱，将蜀国的历史推前了两千多年，填补了中国考古学、青铜文化、青铜艺术史上的诸多空白．而硫酸铜是湿法冶金应用极早的一种化工原料．铜不能与稀硫酸直接反应，本实验中将适量浓硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体（装置如图1、2所示）

（1）图1烧瓶中发生反应的离子方程式为；
（2）图2是图1的改进装置，其优点有；
（3）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：
第一组：以空气为氧化剂法
方案1：以空气为氧化剂．将铜粉在①坩埚中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应．
方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应．向反应液中加FeSO₄或Fe₂（SO₄）₃，即发生反应．反应完全后向其中加物质甲调节pH到3～4，产生Fe（OH）₃沉淀，过滤、蒸发、结晶，滤渣作催化剂循环使用．[已知Fe（OH）₃和Cu（OH）₂完全沉淀时的pH分别为：3.7、6.4．]请回答下列问题：
①方案2中甲物质是（填字母序号）．　a．CaO　 b．CuCO₃　 c．CaCO₃
第二组：过氧化氢为氧化剂法
将3.2g铜丝放到45mL 1.5mol?L^-1的稀硫酸中，控温在50℃．加入18mL 10%的H₂O₂，反应0.5h后，升温到60℃，持续反应1h后，过滤、蒸发结晶、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得到CuSO₄?5H₂O的质量为10.6g．
请回答下列问题：
②加热时温度不宜过高的原因是，根据有关数据计算出制取CuSO₄?5H₂O的产率（实际产量与理论产量的百分比）=__．

三星堆遗址考古的重大发现，揭开了川西平原早期蜀国的面纱，将蜀国的历史推前了两千多年，填补了中国考古学、青铜文化、青铜艺术史上的诸多空白．而硫酸铜是湿法冶金应用极早的一种化工原料．铜不能与稀硫酸直接反应，本实验中将适量浓硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体（装置如图1、2所示）

（1）图1烧瓶中发生反应的离子方程式为______；
（2）图2是图1的改进装置，其优点有______；
（3）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：
第一组：以空气为氧化剂法
方案1：以空气为氧化剂．将铜粉在①坩埚中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应．
方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应．向反应液中加FeSO₄或Fe₂（SO₄）₃，即发生反应．反应完全后向其中加物质甲调节pH到3～4，产生Fe（OH）₃沉淀，过滤、蒸发、结晶，滤渣作催化剂循环使用．[已知Fe（OH）₃和Cu（OH）₂完全沉淀时的pH分别为：3.7、6.4．]请回答下列问题：
①方案2中甲物质是______（填字母序号）． a．CaO b．CuCO₃ c．CaCO₃
第二组：过氧化氢为氧化剂法
将3.2g铜丝放到45mL 1.5mol?L^-1的稀硫酸中，控温在50℃．加入18mL 10%的H₂O₂，反应0.5h后，升温到60℃，持续反应1h后，过滤、蒸发结晶、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得到CuSO₄?5H₂O的质量为10.6g．
请回答下列问题：
②加热时温度不宜过高的原因是______，根据有关数据计算出制取CuSO₄?5H₂O的产率（实际产量与理论产量的百分比）=______．

硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。制备硫酸铜是无机化学实验教学中一个重要的实验。由于铜不能与稀硫酸直接反应，实验中将浓硝酸分次加入到铜粉与稀硫酸中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体（装置如图1、2所示）。

（1）图1中，A仪器的名称为，烧瓶中发生的离子反应方程式为。

（2）图2是图1的改进装置，改进的目的是。

（3）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：

第一组：空气为氧化剂法

方案1：以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应。

方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加FeSO₄或Fe₂（SO₄）₃，反应完全后，向其中加物质甲调节pH到3～4，产生Fe（OH）₃沉淀，过滤、蒸发、结晶，滤渣作催化剂循环使用。

（已知Fe（OH）₃和Cu（OH）₂完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4。）

请回答下列问题：

①方案1中的B仪器名称是。

②方案2中甲物质是（填字母序号）。

a、CaO b、CuCO₃ c、CaCO₃

第二组：过氧化氢为氧化剂法

将3.2g铜丝放到45 mL 1.5mol/L的稀硫酸中，控温在50℃。加入18mL 10%的H₂O₂，反应0.5h后，升温到60℃，持续反应1 h后，过滤、蒸发结晶、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO₄?5H₂O 10.6g。

请回答下列问题：

③该反应的离子反应方程式为。

④控制温度在50℃和60℃加热的原因为，晶体采用酒精淋洗的优点是

⑤上述两种氧化法中，更符合绿色化学理念的是（填“第一组”或“第二组”），理由是

（1）图1中，A仪器的名称为，烧瓶中发生的离子反应方程式为。

（2）图2是图1的改进装置，改进的目的是。

（3）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：

第一组：空气为氧化剂法

方案1：以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应。

方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加FeSO₄或Fe₂（SO₄）₃，反应完全后，向其中加物质甲调节pH到3～4，产生Fe（OH）₃沉淀，过滤、蒸发、结晶，滤渣作催化剂循环使用。（已知Fe（OH）₃和Cu（OH）₂完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4。）

请回答下列问题：

①方案1中的B仪器名称是。

②方案2中甲物质是（填字母序号）。a、CaO b、CuCO₃ c、CaCO₃

第二组：过氧化氢为氧化剂法

将3.2g铜丝放到45 mL 1.5mol/L的稀硫酸中，控温在50℃。加入18mL 10%的H₂O₂，反应0.5h后，升温到60℃，持续反应1 h后，过滤、蒸发结晶、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO₄·5H₂O 10.6g。请回答下列问题：

③该反应的离子反应方程式为。

④控制温度在50℃和60℃加热的原因为，晶体采用酒精淋洗的优点是。

⑤上述两种氧化法中，更符合绿色化学理念的是（填“第一组”或“第二组”），理由是。

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