Question

1、右图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题：

（1）当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为：                              

（2）当电极a为Fe、电极b为Cu、电解质溶液为浓硝酸时，该装置       (填“能”或“不能”)形成原电池，若不能，请说明理由，_________；若能，请指出负极是    该电极反应式是_________。

（3）燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O₂)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，CH₄为燃料，采用酸性溶液为电解液；则CH₄应通入            极(填a或b，下同)，电子从          极流出。电池的负极反应方程式为：_________________________

2、已知锌与稀硫酸反应为放热反应，某学生为了探究其反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下：

(反应速率最小的时间段(即0～1、l～2、2～3、3～4、4～5 min)为      原因是      。

另一学生也做同样的实验，由于反应太快，测量氢气的体积时不好控制，他就事先在硫酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率

A．蒸馏水 B．CuCl₂溶液 C．NaCl溶液

你认为他上述做法中可行的是      (填相应字母)；做法中不可行的是____________，理由是：       _______________________________________________________。

3．某同学利用右图装置来验证同主族元素非金属性的变化规律。

（1）仪器B的名称为      ，干燥管D的作用为      .

（2）若要证明非金属性Cl＞I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO₄，(KMnO₄与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加入淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液出现的现象是      ，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用      溶液吸收尾气。

（3）若要证明非金属性：C＞Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO₃、C中加Na₂SiO₃溶液，观察到C中溶液出现的现象是      ，即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有      溶液的洗气瓶。

Answer

1、（1）2H+ +2e-=H2↑；（2） 能 Cu Cu —2e-=Cu2+；b；b；CH4+ 2H2O—8e-= CO2+ 8H+

2． 4-5min；因为此时段c(H+)减小；A、C；B；置换出Cu，形成Cu-Zn原电池，使反应更快

3．（1）锥形瓶；防止倒吸；（2）变蓝；NaOH；（3）有白色沉淀生成；饱和NaHCO3

【解析】试题分析：1、（1）Al、Cu、稀硫酸构成的原电池，金属铝做负极，金属铜为正极，正极发生还原反应，电极反应为：2H++2e-=H2↑，故答案为：2H++2e-=H2↑；

（2）Al、Mg、氢氧化钠溶液能之间．金属铝和氢氧化钠可以发生氧化还原反应，能设计成原电池，失电子的是金属铝，为负极，金属镁为正极，故答案为：能；镁为正极，铝为负极；

（3）氢氧燃料电池中，燃料氢气需通在负极，正极是氧气得电子，电子从负极流向正极，负极的电极方程式为CH4+ 2H2O—8e-= CO2+ 8H+，故答案为：b；b；CH4+ 2H2O—8e-= CO2+ 8H+；

2、（1）①从表中数据看出2 min～3 min收集的氢气比其他时间段多，原因是Zn置换H2的反应是放热反应，温度升高，4 min～5 min收集的氢气最少是因为随反应进行c(H+)下降，反应物浓度越低，反应速率越小，故答案为：4 min～5 min，此时H+浓度小；

（2）向H2SO4中加水或NaCl溶液都使c(H+)下降，降低反应速率，而加入更加细小的锌粒，增大接触面积，使反应速率加快，故答案为：A、C；B；置换出Cu，形成Cu-Zn原电池，使反应更快；

3、（1）仪器A为分液漏斗；球形干燥管D能够防止倒吸，可以避免C中液体进入锥形瓶中，故答案为：锥形瓶；防止倒吸；

（2）浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气，氯气具有强氧化性，可与碘化钾反应生成碘，因淀粉遇碘变蓝色，则可观察到溶液变蓝，氯气有毒，不能排放到空气中，可与氢氧化钠溶液反应而被吸收，则可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收，少量时，也可用石灰水吸收，故答案为：变蓝；NaOH[或Ca(OH)2]；

（3）因碳酸比硅酸强，二氧化碳可与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，溶液变浑浊，氯化氢具有挥发性，干扰实验结果，需要将二氧化碳中的氯化氢除掉，根据氯化氢与碳酸氢钠反应，而二氧化碳不反应，可以在B和C之间增加装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，故答案为：有白色沉淀生成；饱和NaHCO3。

考点：考查了原电池的工作原理、化学反应速率的影响因素、探究金属单质的金属性强弱的相关知识。