Question

化学电源在生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题：

(1)根据构成原电池的本质判断，下列方程式正确且能设计成原电池的是________。

A.KOH+HCl=KCl+H₂O

B.Cu+Fe³⁺=Fe²⁺+Cu²⁺

C.Na₂O+H₂O=2NaOH

D.Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂

(2)为了探究化学反应中的能量变化，某同学设计了如下两个实验(图Ⅰ、图Ⅱ中除连接的铜棒不同外，其他均相同)。有关实验现象，下列说法正确的是___________。

A.图Ⅰ中温度计的示数高于图Ⅱ的示数

B.图Ⅰ和图Ⅱ中温度计的示数相等，且均高于室温

C.图Ⅰ和图Ⅱ的气泡均产生于锌棒表面

D.图Ⅱ中产生气体的速度比Ⅰ快

(3)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，若该电池中两电极的总质量为80，工作一段时间后，取出二者洗净，干燥后称重，总质量为54g，则产生氢气的体积_____mL(标准状况)

(4)将铝片和镁片放入氢氧化钠溶液中，负极的电极反应式为：______________

Answer

D AD 8960mL Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O

【解析】

(1)利用构成原电池的条件进行分析；

(2)从原电池能量的利用、影响化学反应速率的因素等角度进行分析；

(3)根据电极反应式，前后质量差应是消耗的锌的质量，然后进行分析；

(4)铝片能与氢氧化钠溶液发生反应，镁不与氢氧化钠溶液反应，因此Al为负极，然后进行分析；

(1)依据原电池是自发进行的氧化还原反应判断；

A.该反应为复分解反应，不是氧化还原反应，故A不符合题意；

B.该反应电荷不守恒，离子方程式不正确，故B不符合题意；

C.该反应不存在化合价变化，不属于氧化还原反应，故C不符合题意；

D.该反应是自发进行的氧化还原反应，可以设计成原电池，故D符合题意；

(2)图I中发生的是锌的化学腐蚀，图II形成铜锌原电池，

A.图I主要是将化学能转化为热能，图II主要是将化学能转化为电能，则图I中温度计的示数高于图II的示数，故A符合题意；

B.根据选项A的分析，两个装置温度计中示数不相等，但均高于室温，故B错误；

C.图Ⅱ为原电池，Cu为正极，铜的表面有气泡产生，故C错误；

D.利用原电池反应可以加快反应速率，图Ⅱ中产生气体的速率比I快，故D正确；

答案：AD；

(3)锌比银活泼，锌为负极，电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，锌极质量减少，银极为正极，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，电极质量不变，因此反应前后电极总质量差为消耗锌极的质量，即消耗锌极的质量为(80－54)g=26g，其物质的量为0.4mol，建立关系是Zn～2e－～H2，产生氢气的体积为0.4mol×22.4L·mol－1=8.96L，即为8960mL；

(4)虽然镁比铝活泼，但铝单质能与氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，镁不与氢氧化钠溶液反应，因此Al为负极，Mg为正极，电极反应式为Al－3e－＋4OH－=AlO2－＋2H2O。