题目内容

13．某学生利用如图实验装置探究盐桥式原电池的工作原理（Cu元素的相对原子质量为64）．按照实验步骤依次回答下列问题：
（1）导线中电子流向为a→b（用a、b表示）．
（2）若装置中铜电极的质量增加0.64g，则导线中转移的电子数目为0.02NA ； （用“NA”表示）
（3）装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K+、Cl-的移动方向的表述正确的是B．
A．盐桥中的K+向左侧烧杯移动、Cl-向右侧烧杯移动
B．盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动
C．盐桥中的K+、Cl-都向左侧烧杯移动    
D．盐桥中的K+、Cl-几乎都不移动
（4）若将反应2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+设计成原电池，写出电极反应式．正极反应2Fe3++2e-=2Fe2+；
（5）下列是用化学方程式表示的化学变化，请在每小题后的横线上注明能量的转化形式．
①电池总反应：Zn+Ag2O+H2O═Zn（OH）2+2Ag：化学能转化为电能．
②2C2H2+5O2$\stackrel{点燃}{→}$4CO2+2H2O：化学能转化为热能．
③6H2O+6CO2$→_{叶绿体}^{光}$C6H12O6（葡萄糖）+6O2：太阳能（光能）转化为化学能．

分析 （1）根据金属活泼性判断正负极，原电池中，电子由负极流向正极；
（2）根据电极反应式进行相关计算，得出正确结论；
（3）根据正负极判断阴阳离子的移动方向；
（4）由方程式可知，Cu被氧化，为原电池的负极，则正极可为碳棒或不如Cu活泼的金属，电解质溶液为氯化铁溶液，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，据此分析解答；
（5）从反应条件可判断能量的转化形式．

解答 解：（1）锌铜原电池中，锌比铜活泼，故锌为负极，铜为正极．原电池中，电子由负极流向正极，故电子的流向为a→b，故答案为：a→b；
（2）0.64g铜物质的量为0.01mol，由电极反应式Cu2++2e-=Cu可知，生成1mol铜，转移2mol电子，故生成0.01mol铜，导线中转移0.02mol电子，电子数目为0.02NA，故答案为：0.02NA ；
（3）左侧烧杯中锌失电子变成锌离子，使得锌电极附近带正电荷，吸引阴离子向左侧烧杯移动，右侧烧杯中铜离子得到电子变成铜，使得铜电极附近带负电荷，吸引阳离子向右侧烧杯移动，故盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动，故答案为：B
（4）由方程式2Fe3++Cu═Cu2++2Fe2+可知，Cu被氧化，为原电池的负极，负极反应为Cu-2e-=Cu2+，正极Fe3+被还原，电极方程式为2Fe3++2e-=2Fe2+，故答案为：2Fe3++2e-=2Fe2+；
（5）①放电是通过原电池装置把化学能转化为电能，故答案为：化学能转化为电能；
②燃烧是剧烈的氧化还原反应，把化学能转化为热能，故答案为：化学能转化为热能；
③绿色植物在叶绿体内，吸收和利用光能把二氧化碳和水合成葡萄糖，同时放出氧气，故答案为：太阳能（光能）转化为化学能．

点评 本题主要考查了原电池设计、工作原理、物质的量的相关计算、常见的能量转化形式，明确原电池原理是解本题关键，再根据方程式中元素化合价变化确定正负极材料及电解质溶液，同时考查学生分析问题、解决问题的能力，题目难度中等．

练习册系列答案
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3．下列实验操作中可行的是（　　）
A．用溴水鉴别苯、四氯化碳、苯乙烯
B．除去苯中少量苯酚，先加浓溴水，再过滤
C．用酸性高锰酸钾溶液洗气，可以除去乙烷气体中乙烯
D．除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇可用氢氧化钠溶液洗涤，再分液
4．（1）O22+与N2互为等电子体，O22+的电子式可表示为； O22+中σ键数目和π键数目之比为1：2．
（2）将乙炔通入[Cu（NH3）2]Cl溶液生成红棕色沉淀Cu2C2．Cu+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10； Cu+的配位数为2．
（3）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈（H2C=CH-C≡N）中C原子杂化类型是sp、sp2．
（4）在合成氨反应中，催化剂铁表面上存在氮原子，如图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图（图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子）．则在图示状况下，铁颗粒表面上N/Fe原子数比为1：2．
1．A、B、C、D、E是核电荷数依次增大的五种短周期主族元素，A元素的原子核内只有1个质子，B元素的原子半径是其所在主族中最小的，B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3；C元素原子的最外层电子数比次外层多4个；C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布，两元素可形成化合物D2C；C、E同主族．
（1）B在周期表中的位置第二周期ⅤA族；
（2）E元素形成的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SO4；
（3）元素C、D、E形成的离子半径大小关系是S2-＞O2-＞Na+（用离子符号表示）．
（4）用电子式表示化合物D2C的形成过程．
C、D还可形成化合物D2C2，D2C2含有的化学键是离子键、非极性共价键（或离子键、共价键）．
（5）由A、B、C三种元素形成的离子化合物的化学式为NH4NO3．
8．X、Y、Z为常见的三种单质，Z是绿色植物光合作用的产物之一，A、B为常见化合物．它们在一定条件下可发生如图所示的反应（均是在非溶液中进行的反应）：
（1）画出Z的原子结构示意图；
（2）当X为金属，Y为非金属时，A可能的电子式为或；
（3）当X为非金属，Y为金属时，X可能的化学式为H2或C；
（4）当X与Y均为金属时，写出X与A反应的化学方程式8Al+3Fe3O4 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$9Fe+4Al2O3或2Al+Fe2O3 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al2O3；
（5）当X与Y均为非金属时，若X与Y同主族，写出X与A反应的化学方程式2C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑；若X与Y不在同一主族，写出X与A反应的化学方程式C+H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$H2+CO．
18．若溶液中由水电离产生的C （OH-）=1×10-14mol•L-1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是（　　）
A．Al3+ Na+NO3-  Cl-B．K+  Na+Cl-  NO3-
C．K+  Na+  Cl-AlO2-D．K+  NH4+  SO42-NO3-
5．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（　　）
A．标准状况下，0.1molCl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA
B．常温常压下，44 g C3H8中含有的碳碳单键数为3 NA
C．6.4 g铜粉与足量硫粉充分反应，失去的电子数为0.2 NA
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2．某芳香烃的分子式为C9H12，其苯环上一氯代物只有两种同分异构体有几种（　　）
A．1种B．2种C．3种D．4种
3．关于化学反应中的能量变化，下列说法中不正确的是（　　）
A．化学反应中的能量变化，主要是由化学键的变化引起的
B．对于可逆反应：aA（g）+bB（g）═bC（g）+dD（g），如果正反应是放热反应，逆反应一定是吸热反应
C．氢气燃烧生成水是一个放热反应，说明1mol H2的能量高于1mol H2O的能量
D．加热才能发生的反应，不一定是吸热反应

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