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18.将下列氧化还原反应设计成原电池,画出简易装置图,写出正负极电极反应式.
(1)Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag
(Ag2O是不溶于水的固体)
(2)Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
(Pb、PbO2、PbSO4都是不溶于水的固体)

分析 (1)由氧化还原反应方程式中元素化合价的改变判断出原电池的负极是Zn,正极是Ag2O,电解质溶液可选氢氧化钠溶液,据此设计;
(2)由氧化还原反应方程式中元素化合价的改变判断出原电池的负极是Pb,正极是PbO2,电解质溶液应为稀硫酸,据此设计.

解答 解:(1)由方程式Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag可知Zn元素化合价升高,被氧化,应为原电池的负极,总反应中生成的是氢氧化锌,所以电解质溶液选择碱液如氢氧化钠溶液,电极反应式为:Zn+2OH--2e-═Zn(OH)2,根据Ag2O中Ag元素化合价降低,被还原,Ag2O为原电池的正极,总反应减去负极得到正极电极反应式为:Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-;装置图为:
故答案为:Ag2O+H2O+2e-═2Ag+2OH-;Zn+2OH--2e-═Zn(OH)2
(2)由方程式Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O可知Pb元素化合价升高,被氧化,应为原电池的负极,负极是Pb,负极反应式为Pb+SO42--2e-═PbSO4,根据PbO2中Pb元素化合价降低,被还原,正极是PbO2,正极反应式为SO42-+PbO2+2e-+4H+═PbSO4+2H2O,
故答案为:SO42-+PbO2+2e-+4H+═PbSO4+2H2O;Pb+SO42--2e-═PbSO4

点评 本题考查了原电池原理,原电池设计等知识,要知道哪些反应能设计成原电池,根据反应中元素化合价变化确定正负极、电解质溶液,原电池设计是学习难点,也是考试热点.

练习册系列答案
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9.影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法通过图1所示装置研究反应速率的有关问题.

(1)取一段镁条,用砂纸擦去表面的氧化膜,使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中.足量镁条与一定量盐酸反应生成H2的量与反应时间的关系曲线如图2所示.
①请在图3 的方框中画出上述反应的速率与时间的关系曲线.
②在前4min内,镁条与盐酸的反应速率逐渐加快,在4min之后,反应速率逐渐减慢,请简述其原因:镁和盐酸反应是放热反应,随着反应体系温度升高,反应速率增大;4min后由于溶液中H+浓度降低,所以导致反应速率减小.
(2)某同学发现,纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H+浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大,铝和盐酸反应速率更快.他决定对其原因进行探究.填写下列空白:
①该同学认为:由于预先控制了反应的其他条件,那么,两次实验时反应的速率不一样的原因,只有以下五种可能:
原因Ⅰ:Cl-对反应具有促进作用,而SO42-对反应没有影响;
原因Ⅱ:Cl-对反应没有影响,而SO42-对反应具有阻碍作用;
原因Ⅲ:Cl-对反应具有促进作用,而SO42-对反应具有阻碍作用;
原因Ⅳ:Cl-、SO42-均对反应具有促进作用,但Cl-影响更大;
原因Ⅴ:Cl-、SO42-均对反应具有阻碍作用,但Cl-影响更小(或SO42-影响更大).
②该同学设计并进行了两组实验,即得出了正确结论.他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片,分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管(两试管的规格相同)中:
a.在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体,观察反应速率是否变化;
b.在盛有盐酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体,观察反应速率是否变化.若观察到实验a中反应速率加快,实验b中反应速率减慢,则说明原因Ⅲ是正确的,依此类推.该同学通过分析实验现象,得出了结论:Cl-对反应具有加速作用.

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