请设计原电池.使其中发生 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+反应 (1)画出装置图.标明出电极材料和电解质溶液 (2)写出电极反应式题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

某学校研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质：将一置于空气中的铝片投入浓氯化铜溶液中，铝片表面出现一层海绵状暗红色物质，接下来铝片上产生大量气泡，产生的气体，具有可燃性，溶液温度迅速上升．若用同样的铝片投入同浓度的硫酸
铜溶液中，在短时间内铝片无明显变化．
（1）铝与氯化铜溶液能迅速反应，而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是

H₂

，请从有关物质的浓度、能量、是否有电化学作用等分析开始阶段产生气体的速率不断加快的其中一种原因是

随着反应进行生成铝离子浓度增大，水解程度增大，产生H⁺的浓度增大；或该反应放热，升高温度反应加快；或铜与铝构成原电池，加快铝溶解

．
（4）某同学通过其它的实验操作，也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快，他采取的措施可能是

A、B、D

．
A．用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中
B．把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后，取出洗涤，再投入硫酸铜溶液中
C．向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液，再投入铝片
D．向硫酸铜溶液中加入氯化钠固体，再投入铝片
（5）除去氧化铝的铝片与镁片为电极，在 X 电解质溶液中构成原电池，列表如下：

选项	铝电极	电解质	负极反应	正极反应
A	负极	NaOH	2Al-6e^-+8OH^-=2AlO₂^-+4H₂O	6H₂O+6e^-=6OH^-+3H₂↑
B	负极	稀盐酸	2Al-6e^-=2Al³⁺	6H⁺+6e^-=3H₂↑
C	正极	浓硝酸	Mg+2e^-=Mg²⁺	2NO₃^-+4H⁺-4e^-=2NO₂↑+2H₂O

其中正确的是

A

（填序号），由此推知，金属作电极不仅与本身性质相关，而且与

电解质性质

有关．

（2011?陕西一模）某研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质：将铝片（不除氧化膜）投入浓氯化铜溶液中，铝表面很快出现一层海绵状暗红色物质，接下来铝片上产生大量气泡．触摸容器知溶液温度迅速上升，收集气体，检验其具有可燃性．若用同样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中，在短时间内铝片无明显变化．
（1）铝与氯化铜溶液能迅速反应，而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是

C

．
A．氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强
B．硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化
C．氯离子能破坏氧化铝表面薄膜，而硫酸根离子不能
D．生成氯化铝溶于水，而生成硫酸铝不溶于水
请设计一个简单实验验证你的选择：

在硫酸铜溶液中加入铝片，无明显现象，再加入氯化钠（注意：不能加入盐酸），若反应明显加快了，说明上述推断正确

．
（2）铝片表面出现的暗红色物质的过程中发生的离子反应方程式是

2Al+3Cu²⁺=3Cu+2Al³⁺

．用离子方程式解释产生气泡的原因：

Al³⁺+3H₂O

Al（OH）₃+3H⁺，Cu²⁺+2H₂O

Cu（OH）₂+2H⁺，2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑

Al³⁺+3H₂O

Al（OH）₃+3H⁺，Cu²⁺+2H₂O

Cu（OH）₂+2H⁺，2Al+6H⁺=2Al³⁺+3H₂↑

．
（3）放出的气体是

氢气

，请从有关物质的浓度、能量、是否有电化学作用等分析开始阶段产生气体的速率不断加快的原因是

随着反应进行生成铝离子浓度增大，水解程度增大，产生大量H⁺（或该反应放热，升高温度反应加快或铜与铝构成原电池，加快铝失电子）

．（写出一点即可）
（4）某同学通过一定的实验操作，也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快，他采取的措施可能是

ABD

．
A．用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中
B．把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后，取出洗涤，再投入硫酸铜溶液中
C．向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液，再投入铝片
D．在铝片上捆上几枚铜钉后投入同浓度的硫酸铜溶液中
（5）除去氧化铝的铝片与铜片为电极，在X电解质溶液中构成原电池，列表如下：

选项	铝电极	电解质	负极反应	正极反应
A	正极	NaOH	Al-3e^-=Al³⁺	2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑
B	负极	稀盐酸	2Al-6e^-=2Al³⁺	6H⁺+6e^-=3H₂↑
C	正极	浓硝酸	Cu-2e^--=Cu²⁺	2NO₃^-+4H⁺-4e^-=2NO₂↑+2H₂O
D	负极	稀硝酸	Cu-2e^-=Cu²⁺	2NO₃^-+8H⁺=2NO↑+4H₂O+6e^-

其中正确的是

B

，由此推知，金属作电极不仅与本身性质相关，而且与

电解质的性质

有关．

飞机、汽车、拖拉机、坦克，都是用蓄电池作为照明光源是典型的可充型电池，总反应式为：
Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-

放电

.

充电

2PbSO₄+2H₂O
（1）当K闭合时，a电极的电极反应式是

PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O

；放电过程中SO₄^2-向

b

极迁移．当K闭合一段时间后，再打开K，Ⅱ可单独作为原电池使用，此时c电极的电极反应式为

Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄

．
（2）铅的许多化合物，色彩缤纷，常用作颜料，如铬酸铅是黄色颜料，碘化铅是金色颜料（与硫化锡齐名），室温下碘化铅在水中存在如下平衡：PbI₂（S）?Pb²⁺（aq）+2I^-（aq）．
①该反应的溶度积常数表达式为Ksp=

c(Pb2+)?c2(I-)

．
②已知在室温时，PbI₂的溶度积Ksp=8.0×10^-9，则100mL 2×10^-3mol/L的碘化钠溶液中，加入100mL2×10^-2mol/L的硝酸铅溶液，通过计算说明是否能产生PbI₂沉淀

Qc=10^-2?（10^-3）²=10^-8＞Ksp，能产生PbI₂沉淀

．
③探究浓度对碘化铅沉淀溶解平衡的影响
该化学小组根据所提供试剂设计两个实验，来说明浓度对沉淀溶解平衡的影响．
提供试剂：NaI饱和溶液、NaCl饱和溶液、FeCl₃饱和溶液、PbI₂饱和溶液、PbI₂悬浊液；
信息提示：Pb²⁺和Cl^-能形成较稳定的PbCl₄^2-络离子．
请填写下表的空白处：

实验内容	实验方法	实验现象及原因分析
①碘离子浓度增大对平衡的影响	取PbI₂饱和溶液少量于一支试管中，再加入少量NaI饱和溶液，取PbI₂饱和溶液少量于一支试管中，再加入少量NaI饱和溶液，	溶液中出现黄色浑浊．原因是溶液中c（I^-）增大，使Qc大于了pbI₂的Ksp 溶液中出现黄色浑浊．原因是溶液中c（I^-）增大，使Qc大于了pbI₂的Ksp
②铅离子浓度减小对平衡的影响	取PbI₂悬浊液少量于一支试管中，再加入少量NaCl饱和溶液取PbI₂悬浊液少量于一支试管中，再加入少量NaCl饱和溶液	黄色浑浊消失原因是形成PbCl₄^2-，导致溶液中c（Pb²⁺）减小，使Qc小于了pbI₂的Ksp 黄色浑浊消失原因是形成PbCl₄^2-，导致溶液中c（Pb²⁺）减小，使Qc小于了pbI₂的Ksp
③ 铅离子和碘离子浓度都减小对平衡的影响铅离子和碘离子浓度都减小对平衡的影响	在PbI₂悬浊液中加入少量FeCl₃饱和溶液	PbI₂+2Fe³⁺+4Cl^-=PbCl₄^2-+2Fe²⁺+I₂ PbI₂+2Fe³⁺+4Cl^-=PbCl₄^2-+2Fe²⁺+I₂

④已知室温下PbI₂的K_sp=8.0×10^-9，将适量PbI₂固体溶于 100mL水中至刚好饱和，该过程中Pb²⁺和I^-浓度随时间变化关系如图（饱和PbI₂溶液中c（I^-）=0.0025mol?L^-1）．若t₁时刻在上述体系中加入100mL．、0.020mol?L^-1 NaI 溶液，画出t₁时刻后Pb²⁺和I^-浓度随时间变化关系图．
⑤至于碳酸铅，早在古代就被用作白色颜料．考古工作者发掘到的古代壁画或泥俑，其中人脸常是黑色的．经过化学分析和考证，证明这黑色的颜料是铅的化合物--硫化铅（已知PbCO₃的
Ksp=1.46×10^-13，PbS的Ksp=9.04×10^-29）试分析其中奥妙

PbCO₃的Ksp=1.46×10^-13＞PbS的Ksp=9.04×10^-29 故PbCO₃与S^2-接触时，转化为更难溶的黑色的PbS了

．

（1）一定温度下，向某容积固定的容器中加入NH₄I固体，发生如下反应：
①NH₄I（s）?NH₃（g）+HI（g） ②2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）
达到平衡时测得HI和H₂物质的量浓度分别为4mol?L^-1和1mol?L^-1．则反应①的化学平衡常数K=

．
（2）实验室用Zn和稀硫酸反应制取H₂，反应过程中水的电离平衡

移

动（填“向左”、“向右”或“不”）．
（3）Cu与稀硫酸不能自发反应产生H₂，为了使反应2H⁺+Cu═Cu²⁺+H₂↑能进行，请设计一个合适的实验方案，在方框中画出实验装置图（不书写方案，只要求画出装置图）．
（4）近年来，在化学电源的研究方面取得了一些重要成果，燃料电池就是其中一项．已知2.3g液态乙醇在室温时完全燃烧放出的热量为68.4kJ，则该条件下乙醇燃烧的热化学方程式为

．若将乙醇的燃烧反应设计成原电池装置，能量的利用率会更高，当电解质溶液为氢氧化钾溶液时，负极的电极反应式为．
（5）室温时，在0.10mol?L^-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时，c（Cu²⁺）=

mol?L^-1（室温时Ksp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）．

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