某校化学兴趣小组的同学为了探究原电池工作的原理.进行了如下系列实验.请你一起参与实验并分析实验结果后回答有关问题:(1)实验一中铜片.锌片表面均有红色物质析出.电流计指针偏转.但较短时间内电流即明显减小．实验结束时测得锌片减少了3.94g.铜片增重了3.84g.则该原电池的工作效率是60%(指参加原电池反应的锌占反应总量的百分数)．(2)实验二中� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

4．某校化学兴趣小组的同学为了探究原电池工作的原理，进行了如下系列实验，请你一起参与实验并分析实验结果后回答有关问题：

（1）实验一中铜片、锌片表面均有红色物质析出，电流计指针偏转，但较短时间内电流即明显减小．实验结束时测得锌片减少了3.94g，铜片增重了3.84g，则该原电池的工作效率是60%（指参加原电池反应的锌占反应总量的百分数）．
（2）实验二中刚将铜、锌片插入溶液中时电流计指针有偏转，但立即就归零了．解释锌失去的电子能不能持续通过导线流向铜极给Cu²⁺锌失电子则形成Zn²⁺进入溶液显正电性，Cu²⁺得电子则溶液显负电性，两种因素均阻碍电子流向铜板．
（3）实验三中盐桥中的K⁺流向CuSO₄溶液（填ZnSO₄或CuSO₄），如果Zn的消耗速率为1×10^-3 mol/s，则K⁺的迁移速率为2×10^-3mol/s．
（4）实验四中，调节低压电源的电压到6V，并把其正、负极分别与上图装置中的两个碳电极相连接；接通电源，图示中的“+”连接到电源的正极上，“-”连接到电源的负极上，电解氢氧化钾溶液制取氢气、氧气，且制得的氢气与氧气的体积比为2：1，去掉电源，该装置就成为一只氢氧燃料电池，用带有一小灯泡的导线连接a、b，灯泡即可发亮．则下列说法错误的是BD．
A．在电解KOH溶液制备H₂和O₂时，KOH的作用是增强溶液的导电性，一段时间后其浓度增大
B．当作为氢氧燃料电池时，c极发生氧化反应，d极发生还原反应
C．当作为氢氧燃料电池时，电解质溶液中的OH^-向着d极移动
D．如将KOH溶液换成稀H₂SO₄，且作为氢氧燃料电池时，c极的电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

分析（1）由于锌片和铜片都有铜析出，需要利用差量法进行计算反应消耗的锌的质量，再根据铜片质量增加的物质的量计算出参加原电池反应的锌的物质的量，最后计算出原电池工作效率；
（2）根据实验二的装置中没有形成闭合回路，即没有构成原电池分析；
（3）根据原电池工作中电流方向判断，钾离子与电流方向一致；根据电荷守恒判断钾离子流到速率；
（4）电解KOH溶液和电解硫酸溶液时，实际都是电解水，KOH溶液和硫酸溶液的浓度增大，阳极c上氢氧根离子发生氧化反应生成氧气，阴极d上氢离子发生还原反应生成氢气，形成氢氧燃料电池时，c电极上氧气发生还原反应，做正极，d电极上氢气放出氧化反应，做负极，据此分析．

解答解：（1）铜片、锌片表面均有红色物质铜析出，理解减小的质量为：3.94g-3.84g=0.1g，
根据反应关系式：Zn～Cu△m（减小）
65 64 1
6.5g 0.1g
参加反应的锌的质量为6.5g，根据电子守恒，参加原电池反应的锌的物质的量为n（Zn）=n（Cu）=$\frac{3.84g}{64g/mol}$=0.06mol，该原电池的工作效率为：$\frac{0.06mol×65g/mol}{6.5g}$×100%=60%，
故答案为：60%；
（2）由于锌失电子则形成Zn²⁺进入溶液显正电性，Cu²⁺得电子则溶液显负电性，这两种因素均阻碍电子流向铜板，
故答案为：锌失电子则形成Zn²⁺进入溶液显正电性，Cu²⁺得电子则溶液显负电性，两种因素均阻碍电子流向铜板；
（3）实验三中，铜为正极，锌为负极，电流在外电路有铜流向锌，溶液中电流由锌流向铜，所以钾离子流向硫酸铜溶液，氯离子流向硫酸锌溶液；根据电荷守恒可知，如果Zn的消耗速率为1×10^-3mol/s，则钾离子则K⁺的迁移速率为2×10^-3，
故答案为：CuSO₄；2×10^-3；
（4）电解KOH溶液和电解硫酸溶液时，实际都是电解水，KOH溶液和硫酸溶液的浓度增大，阳极a上氢氧根离子发生氧化反应生成氧气，阴极b上氢离子发生还原反应生成氢气，形成氢氧燃料电池时，a电极上氧气发生还原反应，做正极，b电极上氢气放出氧化反应，做负极，
A、电解KOH溶液，实际是电解水，KOH溶液的浓度增大，pH增大，故A正确；
B、形成氢氧燃料电池时，c电极上氧气发生还原反应，做正极，d电极上氢气放出氧化反应，做负极，故B错误；
C、在燃料电池中，阴离子移向负极d，故C正确；
D、在酸性溶液中，氧气放电变化生成水，故D错误；
故选BD．

点评本题考查了原电池的形成条件及工作原理，题目难度中等，注意明确原电池构成条件：1．形成闭合回路；2．溶液中有自由移动的离子；3．不同活泼性的电极．

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20．设N_A为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是（　　）

	A．	1molCl₂参加反应转移电子数不一定为2N_A
	B．	在16g¹⁸O₂中含有10N_A个中子
	C．	标准状况下，22.4L HF中含2N_A个原子
	D．	3mol单质Fe完全转变为Fe₃O₄，失去9N_A个电子

1．氯元素的最高化合价为+7，最低化合价为-1．

12．将下列物质按要求填空
①¹³¹I 与¹³²I ②C₆₀与石墨 ③CH₃Cl 与CH₃CH₂Cl ④硫酸氢钠 ⑤氯化镁 ⑥氩
⑦过氧化氢 ⑧

与

⑨CS₂
⑩过氧化钠
（1）互为同位素的是①
（2）互为同素异形体的是②
（3）互为同系物的是③
（4）⑧中两种物质的关系是同种物质（同系物，同素异形体，同一种物质）
（5）含共价键的离子化合物④⑩
（6）仅含共价键的物质⑦⑨
（7）用电子式表示⑨的形成过程

．

19．

世界卫生组织（WHO）确认人体中的14种必需微量元素中有铜、铬、硅、碘、氟等．
（1）铜位于元素周期表ds区，基态铬原子的价电子排布式为3d⁵4s¹．
（2）碘酸及高碘酸的结构式如图1所示，酸性较强的是碘酸，理由是碘酸有2个非羟基氧属于强酸，高碘酸只有一个非羟基氧属于弱酸．
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（5）用金属镁还原二氧化硅可得到一种硅镁化合物，其晶胞结构如图2所示．
已知Si^4-位于晶胞的顶点和面心，Mg²⁺位于八个小立方体的中心，其晶体参数a=0.635nm．
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9．下列颜色变化与氧化还原反应无关的是（　　）

	A．	将乙醛加入新制Cu（OH）₂悬浊液中并加热至沸腾，出现红色沉淀
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	D．	新制氯水敞口处久置，颜色褪去

16．CPAE是蜂胶的主要活性成分，也可由咖啡酸合成，其合成过程如下．下列说法不正确的是（　　）

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13．下列物质的水溶液能够导电，但属于非电解质的是（　　）

14．自然界存在丰富的碳、氮、硅、磷、铁等元素，它们可形成单质及许多化合物．
按要求回答下列问题：
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