第四章第一節基礎鞏固1．有a、b、c、d四個金屬電極，有關的實驗裝置及部分實驗現象如下：實驗裝置部分實驗現象a極質量減小，b極質量增加b極有氣體產生，c極無變化d極溶解，c極有氣體產生電流從a極流向d極由此可判斷這四種金屬的活動性順序是eq\x(導學號68732670)(C)A．a>b>c>d B．b>c>d>aC．d>a>b>c D．a>b>d>c解析：由第一個裝置可知a極溶解，故a極是負極，可知金屬活動性a>b；第二個裝置依據氧化性，還原性的規律可知金屬活動性b>c；由第三個裝置得金屬活動性d>c；第四個裝置電子從d→a；故金屬活動性d>a。2．理論上不能設計為原電池的化學反應是eq\x(導學號68732671)(B)A．CH4(g)＋2O2(g)eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2(g)＋2H2O(l)ΔH<0B．HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(aq)ΔH<0C．2H2(g)＋O2(g)eq\o(=,\s\up7(點燃))2H2O(l)ΔH<0D．2FeCl3(l)＋Fe(s)=3FeCl2(l)ΔH<0解析：原電池反應均是氧化還原反應，A、C、D均屬氧化還原反應，理論上可以設計成原電池，而B是非氧化還原反應，不能設計成原電池。3．100mL2mol·L－1的鹽酸跟過量的鋅片反應，為加快反應速率，又不影響生成氫氣的總量，可采用的方法是eq\x(導學號68732672)(B)A．加入適量的6mol/L的鹽酸 B．加入數滴氯化銅溶液C．加入適量蒸餾水 D．加入適量的氯化鈉溶液解析：A項，加入6mol·L－1的鹽酸，會使產生的H2總量增加；B項，加入CuCl2溶液后，Zn置換出Cu，Cu附著在Zn上，形成原電池，加快反應速率；C、D兩項，蒸餾水和NaCl溶液都會稀釋原鹽酸溶液，使反應速率減慢。4．如圖所示裝置中觀察到電流計指針偏轉，M棒變粗，N棒變細，由此判斷下表中所列M、N、P物質，其中可以成立的是eq\x(導學號68732673)(C)MNPA鋅銅稀硫酸溶液B銅鐵稀鹽酸溶液C銀鋅硝酸銀溶液D鋅鐵硝酸鐵溶液解析：N棒變細，說明被腐蝕，N極活潑性大于M極，A、D均不合題意。M棒變粗，說明有金屬單質析出，B不合題意。5．(雙選)某小組為研究原電池原理，設計如圖裝置，下列敘述正確的是eq\x(導學號68732674)(CD)A．裝置Ⅰ，銅片上有O2逸出B．裝置Ⅰ，鋅片溶解，發生還原反應C．裝置Ⅱ，電池反應為Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋CuD．裝置Ⅱ，外電路中，電子從鋅電極流向銅電極解析：裝置Ⅰ，銅片為正極，發生反應：2H＋＋2e－=H2↑，逸出H2，A項錯誤；裝置Ⅰ，鋅片為負極，發生氧化反應，B項錯誤；裝置Ⅱ的電池反應實質為Zn和CuSO4的置換反應，C項正確；裝置Ⅱ，Zn為負極，Cu為正極，電子從鋅電極流出經導線流向銅電極，D項正確。6．如圖所示的裝置，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸吊在盛水的燒杯中，使之平衡。小心地向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現象是eq\x(導學號68732675)(D)A．鐵圈和銀圈左右搖擺不定 B．保持平衡狀況C．鐵圈向下傾斜 D．銀圈向下傾斜解析：滴入CuSO4溶液后，形成原電池，Fe作負極，Ag作正極，在鐵圈上：Fe－2e－=Fe2＋，使鐵圈質量減少；在Ag圈上：Cu2＋＋2e－=Cu，生成的Cu附著在Ag上，使Ag圈質量增多，所以銀圈向下傾斜。7．依據氧化還原反應：2Ag＋(aq)＋Cu(s)=Cu2＋(aq)＋2Ag(s)設計原電池如圖所示，其中鹽橋為瓊脂—飽和KNO3鹽橋。請回答下列問題：eq\x(導學號68732676)(1)電極X的材料是__Cu__；電解質溶液Y是__AgNO3溶液__。(2)銀電極為電池的__正__極，寫出兩電極的電極反應式：銀電極：__2Ag＋＋2e－=2Ag__；X電極：__Cu－2e－=Cu2＋__。(3)外電路中電子是從__Cu__電極流向__Ag__電極。(4)鹽橋中向CuSO4溶液遷移的離子是__B__(填序號)。A．K＋ B．NOeq\o\al(－,3)C．Ag＋ D．SOeq\o\al(2－,4)解析：由方程式可知銅的價態升高發生氧化反應，應該是原電池的負極，所以X是銅，電極反應式為：Cu－2e－=Cu2＋；2Ag＋＋2e－=2Ag價態降低，發生還原反應，電極反應式為：2Ag＋2e－=2Ag；外電路的電子由銅片流向銀片。鹽橋中的K＋移向正極(Ag極)，NOeq\o\al(－,3)移向負極(Cu極)。8．某校化學研究性學習小組欲設計實驗驗證Fe、Cu的金屬活動性，他們提出了以下兩種方案。請你幫助他們完成有關實驗項目：eq\x(導學號68732677)方案Ⅰ：有人提出將大小相等的鐵片和銅片，分別同時放入稀硫酸(或稀鹽酸)中，觀察產生氣泡的快慢，據此確定它們的活動性。該原理的離子方程式為__Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑__。方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作電極設計成原電池，以確定它們的活動性。試在下面的方框內畫出原電池裝置圖，標出原電池的電極材料和電解質溶液，并寫出電極反應式。正極反應式：__2H＋＋2e－=H2↑__；負極反應式：__Fe－2e－=Fe2＋__。方案Ⅲ：結合你所學的知識，幫助他們再設計一個驗證Fe、Cu活動性的簡單實驗方案(與方案I、Ⅱ不能雷同)：__把鐵片插入CuSO4溶液中，一段時間后，觀察鐵片表面是否生成紅色物質(合理即可)__，用離子方程式表示其反應原理：__Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋__。素能拓展1．如圖，在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導線連接的電極X、Y，外電路中電子流向如圖所示，關于該裝置的下列說法正確的是eq\x(導學號68732678)(D)A．外電路的電流方向為：X→外電路→YB．若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為碳棒，Y為FeC．X極上發生的是還原反應，Y極上發生的是氧化反應D．若兩電極都是金屬，則它們的活動性順序為X>Y解析：由圖示電子流向知X為負極，Y為正極，則電流方向為Y→外電路→X，故A錯；若兩電極分別為Fe和碳棒，則X為Fe，Y為碳棒，B錯；負極上失去電子發生氧化反應，正極上得電子發生還原反應，C錯；若兩電極均為金屬，活潑金屬作負極，故有活動性X>Y。2．某同學根據離子反應方程式2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋來設計原電池。下列設計方案中可行的是eq\x(導學號68732679)(B)A．電極材料為Fe和Zn，電解質溶液為FeCl3溶液B．電極材料為Fe和石墨，電解質溶液為Fe(NO3)3溶液C．電極材料為Fe和石墨，電解質溶液為FeCl2溶液D．電極材料為石墨，電解質溶液為FeCl3溶液解析：據反應2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋知，負極發生氧化反應的是Fe－2e－=Fe2＋，因此Fe作負極，正極應是活潑性比Fe弱的金屬或碳棒，電解質溶液應是可溶性鐵鹽，B合適。3．下圖是鋅、銅和稀硫酸形成的原電池，某實驗興趣小組同學做完實驗后，在讀書卡片上記錄如下：eq\x(\a\al(卡片：時間：實驗后的記錄：,①Zn為正極，Cu為負極,②H＋向負極移動,③電子流動方向為Zn→Cu,④Cu極有H2產生,⑤若有1mol電子流過導線，則產生的H2為mol,⑥正極反應式：Zn－2e－=Zn2＋))卡片上的描述合理的是eq\x(導學號68732680)(B)A．①②③ B．③④⑤C．①⑤⑥ D．②③④解析：構成原電池的正極是Cu，負極是Zn，故①錯誤；電子從負極Zn流出，流向正極Cu，H＋向正極移動，在Cu上得電子：2H＋＋2e－=H2↑，故②錯誤，③、④正確；此原電池負極上發生的反應是Zn－2e－=Zn2＋，⑥錯誤；總反應方程式：Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑，當有1mol電子通過時，產生H2為mol。故⑤正確。4．按下圖裝置實驗，若x軸表示負極流出的電子的物質的量，則y軸應表示eq\x(導學號68732681)(D)①c(Ag＋)②c(NOeq\o\al(－,3))③a棒的質量④b棒的質量⑤溶液的質量A．①③ B．③④C．①②④ D．②解析：在這個原電池中，負極：Fe－2e－=Fe2＋，正極：Ag＋＋e－=Ag，使b棒增重，溶液中c(NOeq\o\al(－,3))不變。5．鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關敘述正確的是eq\x(導學號68732682)(C)A．銅電極上發生氧化反應B．電池工作一段時間后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))減小C．電池工作一段時間后，乙池溶液的總質量增加D．陰陽離子分別通過交換膜向負極和正極移動，保持溶液中電荷平衡解析：題中所述鋅銅原電池中，Zn為負極，電極反應式為Zn－2e－=Zn2＋；Cu為正極，電極反應式為Cu2＋＋2e=Cu，發生還原反應。Zn2＋通過陽離子交換膜向正極移動；乙池溶液中消耗的Cu2＋與由甲池遷移過來的Zn2＋的物質的量相同，則乙池溶液質量增加。溶液中的陰離子無法通過陽離子交換膜。故選C。6．某小組為研究電化學原理，設計如右圖裝置。下列敘述不正確的是eq\x(導學號68732683)(D)A．a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出B．a和b用導線連接時，銅片上發生的反應為：Cu2＋＋2e－=CuC．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液均從藍色逐漸變成淺綠色D．a和b用導線連接時，SOeq\o\al(2－,4)向銅電極移動解析：a和b不連接時，不能構成原電池。鐵與銅發生置換反應，生成的銅附著在鐵片上，A項正確；a和b用導線連接，構成原電池，溶液中的Cu2＋得到電子生成銅在銅片上析出，B項正確；無論a和b是否連接，都是鐵片不斷溶解生成Fe2＋，溶液中的Cu2＋不斷得到電子生成Cu，溶液顏色從藍色逐漸變成淺綠色，C項正確；a和b連接時，構成原電池，陰離子向負極移動，D項錯誤。7．Mg－H2O2電池可用于驅動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質溶液，示意圖如下。該電池工作時，下列說法正確的是eq\x(導學號68732684)(C)A．Mg電極是該電池的正極B．H2O2在石墨電極上發生氧化反應C．石墨電極附近溶液的pH增大D．溶液中Cl－向正極移動解析：在原電池中活潑金屬做負極，A錯；H2O2具有強氧化性，在反應過程中發生還原反應，B錯；石墨電極為電解池的正極，電極反應式為H2O2＋2e－＋2H＋=2H2O，電極附近溶液pH增大，C正確；原電池電解質溶液中陰離子向負極移動，D錯。8．某探究活動小組想利用原電池反應檢測金屬的活動性順序，有甲、乙兩位同學均使用鎂片與鋁片作電極，但甲同學將電極放入6mol·L－1稀H2SO4中，乙同學將電極放入6mol·L－1的NaOH溶液中，如圖所示。eq\x(導學號68732685)(1)寫出甲池中發生的有關電極反應式：負極__Mg－2e－=Mg2＋，正極__2H＋＋2e－=H2↑。(2)乙池中負極為__Al__。正極發生__還原__反應，總反應離子方程式為__2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑__。(3)如果甲與乙兩位同學均認為“構成原電池的電極材料若是金屬，則構成負極材料的金屬應比構成正極材料的金屬活潑”，則甲會判斷出__Mg__活動性更強，而乙會判斷出__Al__活動性更強(填寫元素符號)。(4)由此實驗，可得到如下哪些結論？__A、D__。A．利用原電池反應判斷金屬活動性順序應注意選擇合適的介質B．鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強C．該實驗說明金屬活動性順序表已過時，已沒有實用價值D．該實驗說明化學研究對象復雜，反應條件多變，應具體問題具體分析(5)上述實驗也反過來證明了“利用金屬活動性順序表直接判斷原電池中正負極”，這種做法__不可靠__(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，則請你提出另一個判斷原電池正負極可行的實驗方案__將兩種金屬電極連上電流表而構成原電池，利用電流表檢測電流的方向，從而判斷電子的流動方向，再來確定原電池的正、負極__。解析：(1)甲池中電池總反應方程式為Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑；Mg作負極，電極反應式為