时间:2025-06-26 02:32:27
1、实验题 某同学想利用原电池反应检测Zn和Cu的金属活动性顺序。请你帮他选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，并完成下列实验报告：
实验目的：探究Zn和Cu的金属活动性顺序
（1）电极 材料：正极：?；负极：??；
电解质溶液：?。
（2）写出电极反应式：
正极：??；负极：??。
（3）实验现象：?
（4）实验结论：?
参考答案：（1）铜片、锌片 ；? CuSO 4溶液（可有其他答案）
（2）正极：Cu2+ + 2e－ ＝ Cu?负极：Zn –2e－ ＝ Zn2+
（3）负极不断溶解，正极上有红色固体析出，溶液蓝色变浅
（4）金属活动性Zn＞Cu
本题解析：（1）中，由于锌比铜活泼，所以组成的电池的电极材料为铜为正极，锌为负极，电解质溶液为CuSO 4溶液（可有其他答案）；（2）电极反应式为正极：Cu2+ + 2e－ ＝ Cu ，负极为Zn –2e－ ＝ Zn2+；（3）该原电池中，锌极作为负极，不断地溶解，而铜离子则是在正极析出，因为铜离子为蓝色，所以溶液变浅，即该实验现象为负极不断溶解，正极上有红色固体析出，溶液蓝色变浅；（4）实验结论锌与铜的金属活动性大小为Zn＞Cu。
点评：本题考查了原电池的实验，通过设计实验比较锌和铜的金属活动性，实验题的考查历年是高考考查的重点和难度，本题难度适中。
本题难度：一般
2、选择题 如图为原电池示意图，下列说法正确的是（ ）
A．锌片是正极，铜片是负极
B．硫酸的浓度不变
C．该装置能够将电能转化为化学能
D．电子由锌片通过导线流向铜片
参考答案：A、锌片是负极，铜片是正极，故A错误；
B、溶液中氢离子减少，硫酸浓度减小，故B错误；
C、该装置能够将化学能转化为电能，故C错误；
D、电子由锌片通过导线流向铜片，故D正确；
故选D．
本题解析：
本题难度：一般
3、填空题 （14分）铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质、合金及其化合物在生产生活中的应用日趋广泛，铝土矿是生产铝及其化合物的重要原料。
（1）铝元素在元素周期表中的位置是 。
（2）铝电池性能优越，铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注，其原理如图所示。
①该电池的总反应化学方程式为 ；
②电池中NaCl的作用是 。
③以铝一空气电池为电源电解KI溶液制取KIO3（石墨为电极材料）时，电解过程中阳极的电极反应式为 。
④某铝一空气电池的效率为50%，若用其作电源电解500mL的饱和NaCl溶液，电解结束后，所得溶液（假设溶液电解前后体积不变）中NaOH的浓度为0.3 mol·L－1，则该过程中消耗铝的质量为
（3）氯化铝广泛用于有机合成和石油工业的催化剂，聚氯化铝也被用于城市污水处理。
①氯化铝在加热条件下易升华，气态氯化铝的化学式为Al2Cl6，每种元素的原子最外层均达到8电子稳定结构，则其结构式为 。
②将铝土矿粉与碳粉混合后加热并通入氯气，可得到氯化铝，同时生成CO，写出该反应的化学方程式 。
参考答案：（14分）（1）第三周期第ⅢA族（2分）
（2）①4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 （2分） ②增强溶液的导电能力（2分）
③I-+3H2O-6e-=IO3-+6H+ （2分） ④2.7g （2分）
(3) ①
（2分）②Al2O3+3C+3Cl2
2AlCl3+3CO.（2分）
本题解析：（1）13号元素铝元素原子的核外电子排布是2、8、3，其在元素周期表中的位置是第三周期第ⅢA族；（2）在负极发生反应：4Al-12e-=4Al3+；在正极发生反应：3O2+6H2O+12e-+4Al3+=4Al(OH)3。总反应方程式是4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3。②电池中NaCl的作用是电解质，提供自由移动的离子，增强溶液的导电能力；③以铝一空气电池为电源电解KI溶液制取KIO3（石墨为电极材料），溶液中的阴离子放电，由于放电能力：I->OH-，所以I-在阳极放电，阳极的电极反应式为I-+3H2O-6e-=IO3-+6H+；④NaCl溶液电解的方程式是：2NaCl＋2H2O
Cl2↑＋H2↑＋2NaOH，每产生2mol的NaOH,转移2mol的电子，n(NaOH)=0.3 mol/L×0.5L=0.15mol，铝一空气电池的效率为50%，所以转移电子的物质的量是0.15mol÷50%=0.30mol,Al是+3价的金属，所以反应消耗的Al的物质的量是0.30mol÷3=0.10mol，其质量是m(Al)= 0.10mol×27g/mol=2.7g；（3）①氯化铝在加热条件下易升华，说明该物质是分子晶体，在气态氯化铝的化学式为Al2Cl6，每种元素的原子最外层均达到8电子稳定结构，则其结构式为
；②将铝土矿粉与碳粉混合后加热并通入氯气，可得到氯化铝，同时生成CO，根据元素守恒及电子守恒可得该反应的化学方程式是Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO。
考点：考查元素在周期表中的位置、原电池、电解池反应原理及应用、物质结构式、反应方程式的书写的知识。
本题难度：困难
4、选择题 某原电池总反应离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+能实现该反应的原电池是（ ）
A．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液
B．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe（NO3）3溶液
C．正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2（SO4）3
D．正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4
参考答案：A、铁的活泼性大于铜，铁作负极，铜作正极，电解质溶液为氯化铁，所以是能实现该反应的原电池，故A正确；
B、铁的活泼性大于铜，铁作负极，铜作正极，电解质溶液为硝酸铁，所以是能实现该反应的原电池，故B正确；
C、锌的活泼性大于铁，锌作负极，铁作正极，电解质溶液为硫酸铁，所以是不能实现该反应的原电池，故C错误；
D、铁的活泼性大于银，铁作负极，银作正极，电解质溶液为硫酸铜，所以是不能实现该反应的原电池，故D错误；
故选AB．
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下:
下列说法正确的是 （?）
A．NiO 电极是该电池的正极
B．Pt电极附近的pH 增大
C．NiO 电极的电极反应式：NO—2e—+O2—=NO2
D．固体电解质中O2-向正极移动
参考答案：C
本题解析：A、NiO 电极NO失去电子生成NO2，为负极，错误；B、Pt电极氧气得到电子生成O2-，与酸碱性无关，错误；C、正确；D、原电池中负离子向负极移动，错误。
本题难度：一般