题目内容

14．如图所示，是原电池的装置图，请回答：
（1）若C为稀AgNO3溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe，且做负极，则A电极上发生的电极反应式为Ag++e-═Ag，反应类型是还原反应．
（2）若需将反应：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置，则A（负极）极材料为Cu，B（正极）极材料为石墨，溶液C为FeCl3溶液．
（3）若A电极材料为锌，B电极材料为铁，铁电极将受到保护，这种保护方法称为牺牲阳极的阴极保护法．
（4）若C为NaOH溶液，A电极材料为Al，B电极材料为Mg，负极上发生的电极反式为Al-3e-+4OH-═AlO-2+2H2O．
（5）某同学设想用此装置把CO2转化为重要化工原料CH3OH，A极通入CO2，B极通入H2，C为稀H2SO4溶液，电池总反应式为CO2+3H2═CH3OH+H2O，正极反应式为CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O．
（6）下列反应在理论上能用于设计原电池的是ACD．
A.2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）
B．HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）
C.4Fe（OH）2（s）+2H2O（l）+O2（g）=4Fe（OH）3（s）
D.2Fe（s）+3Cl2（g）=2FeCl3（s）

分析 （1）铁作负极，原电池反应是铁与硝酸银置换银的反应，正极反应是银离子得电子生成银，据此回答；
（2）根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu发生氧化反应，作负极，B极材料是比Cu不活泼的导电物质，溶液C中含有Fe3+；
（3）若A电极材料为锌，B电极材料为铁，形成原电池正极铁电极将受到保护，这种保护方法称为牺牲阳极的阴极保护法；
（4）若C为NaOH溶液，A电极材料为Al，B电极材料为Mg，铝与氢氧化钠反应而镁不反应，所以铝为负极，发生失电子的氧化反应；
（5）燃料电池的工作时，总反应CO2+3H2═CH3OH+H2O，正极上是CO2发生得电子得还原反应；
（6）自发的放热的氧化还原反应能设计成原电池，有元素化合价变化的反应为氧化还原反应，以此来解答．

解答 解：（1）铁作负极，原电池反应是铁与硝酸银置换银的反应，正极反应是银离子得电子生成银，电极反应式为Ag++e-═Ag；故答案为：Ag++e-═Ag；还原反应；
（2）Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置，根据方程式中物质发生的反应类型判断，Cu发生氧化反应，作原电池的负极，所以A材料是Cu，B极材料是比Cu不活泼的导电物质如石墨、Ag等即可．溶液C中含有Fe3+，如FeCl3溶液，故答案为：Cu；石墨；FeCl3溶液；
（3）若A电极材料为锌，B电极材料为铁，形成原电池正极铁电极将受到保护，这种保护方法称为牺牲阳极的阴极保护法，故答案为：牺牲阳极的阴极保护法；
（4）若C为NaOH溶液，A电极材料为Al，B电极材料为Mg，铝与氢氧化钠反应而镁不反应，所以铝为负极，发生失电子的氧化反应，电极反应式为Al-3e-+4OH-═AlO-2+2H2O，故答案为：Al-3e-+4OH-═AlO-2+2H2O；
（5）燃料电池的工作时，总反应CO2+3H2═CH3OH+H2O，正极上是CO2发生得电子得还原反应，即CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O，
故答案为：CO2+3H2═CH3OH+H2O；CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O；
（6）A、2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l），属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池，故A选；
B、HCl与NaOH的中和反应属于复分解反应，不是氧化还原反应，不能用于设计原电池，故B不选；
C、Fe（OH）2与氧气的反应属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池，故C选；
D、2Fe（s）+3Cl2（g）=2FeCl3（s）属于自发的氧化还原反应，能设计成原电池，故D选．
故选ACD．

点评 本题考查了原电池原理的分析判断，原电池原理和电极分析判断是解题关键，注意电极反应生成的离子在电解质溶液中的存在分析，题目难度中等．

练习册系列答案
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6．氮是一种重要的非金属元素，可以形成多种不同类型的化合物，请根据要求回答下列问题：
（1）已知NA表示阿伏加德罗常数，在69g NO2和N2O4的混合气体中含有3NA个氧原子；在2L0.6mol/LFe（NO3）3溶液中含3.6NA个NO3-离子．
（2）三氟化氮（NF3）是一种无色无味的气体，它是微电子工业技术的关键原料之一，三氟化氮在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有：HF、NO和HNO3，
①写出该反应的化学方程式3NF3+5H2O=2NO+HNO3+9HF．若反应中生成0.15molHNO3，则该反应中转移的电子数目为0.4NA个．
②三氟化氮可由氨气和氟气反应得到：4NH3+3F2=NF3+3NH4F；据题意推测 NF3，F2，NO这三种气体中，氧化性由强到弱的顺序为F2＞NF3＞NO．
（3）氨和联氨（N2H4）是氮的两种常见化合物，制备联氨可用丙酮为催化剂，将次氯酸钠与氨气反应，该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2：1，写出该反应的化学方程式NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O．
5．在一定条件下，按下列物质的量关系进行反应，其对应的离子方程式或化学方程式书写正确的是（　　）
A．n（Cl2）：n（Fe）=5：4          5Cl2+4Fe $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2FeCl2+2FeCl3
B．n（Cl2）：n（FeBr2）=1：1        Fe2++2Br-+Cl2═Fe3++Br2+2Cl-
C．n（MnO4-）：n（H2O2）=2：3     2MnO4-+3H2O2+6H+═2Mn2++4O2↑+6H2O
D．n（Fe）：n[HNO3（稀）]=1：3  4Fe+12H++3NO3-═3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O
2．下列离子方程式错误的是（　　）
A．铜溶于FeCl3溶液中：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+
B．石灰石和盐酸反应制CO2：CaCO3+2H+=CO2↑+Ca2++H2O
C．Ca（ClO）2 溶液中通入过量的SO2：C1O-+SO2+H2O=HClO+HSO${\;}_{3}^{-}$
D．稀Fe（NO3）2溶液中加入稀盐酸：3Fe2++4H++NO${\;}_{3}^{-}$=3Fe3++NO↑+2H2O
9．用丙酮为原料来合成化合物（B）（其中部分产物未列出）的路线如下：

（1）反应③的反应类型是取代反应，生成的无机产物的化学式为HBr．
（2）化合物（B）中所含的官能团的名称为羰基、溴原子．
（3）中间产物（A）可经过著名的黄鸣龙还原法，直接得到对应相同碳骨架的烷烃，请写出得到的该烷烃的分子式C6H14，对该烷烃用系统命名法命名：2，2-二甲基丁烷．
（4）写出化合物（B）与氢氧化钠的水溶液共热的化学方程式：．
（5）丙酮的同分异构体有多种，其中一种环状的同分异构体发生加聚反应后，得到的高聚物的结构简式是：，则该同分异构体的结构简式为：．
（6）反应②是著名的频哪醇（pinacol）重排，试写出用环戊酮（ ）来代替丙酮，连续发生上述路线中反应①、②之后，得到的有机产物的结构简式为：．
19．下列各组离子，在溶液中可以大量共存的是（　　）
A．OH-、SO${\;}_{4}^{2-}$、H+、Ba2+B．Cl-、NO${\;}_{3}^{-}$、Ba2+、Ag+
C．H+、Na+、Cl-、CO${\;}_{3}^{2-}$D．Na+、SO${\;}_{4}^{2-}$、K+、Cl-
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