Question

（1）如下圖所示，組成一種原電池．試回答下列問題(燈泡功率合適)：

①電解質溶液為稀H₂SO₄時上述裝置中燈泡亮，此時Al電極上發生反應的電極反應式為： ___                              ；
②電解質溶液為NaOH溶液時，燈泡__________(填“亮”或“不亮”, 填“亮”做a題，填“不亮”做b題)。
a.若燈泡亮，則Al電極上發生反應的電極反應式為：_______________                ；
b.若燈泡不亮，其理由為：________________________                      。
（2）原電池原理的應用之一是可以設計原電池。請利用反應“Cu＋2Fe³⁺ ＝2Fe²⁺  +Cu²⁺ ”設制一個原電池（正極材料用碳棒）則該電池的負極材料是         ，正極上發生反應的電極反應式                                         ；若導線上轉移電子1.5 mol，則溶解銅的質量是           。另外的重要應用是實驗室在用鋅與稀硫酸反應制備氫氣時，可向溶液中滴加少量硫酸銅溶液，其作用是:                                。

Answer 1

（共11分） （1）①2H⁺ + 2e-H₂↑；（2分）
②亮 （1分） a.  Al  + 4OH^－[Al(OH)₄]^- + 3e^－（2分）
（2）Cu（1分） ；Fe³⁺ + e^－Fe²⁺（2分）     48g（2分）；
形成了Zn—Cu原電池，加快了化學反應的速率（注：必須強調形成Zn—Cu原電池，否則不得分）（1分） ；

解析試題分析：（1）①鎂的金屬性強于鋁的，所以在該原電池中鎂是負極，失去電子。鋁是正極，溶液中的氫離子在正極得到電子，正極電極反應式是2H⁺ + 2e^－H₂↑。
②由于鋁能和氫氧化鈉溶液反應，所以電解質溶液為NaOH溶液時仍然構成原電池，燈泡亮。但此時鋁是負極，失去電子，鎂是正極。負極電極反應式是Al + 4OH^－[Al(OH)₄]^- + 3e^－。
（2）原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發生氧化反應。電子經導線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發生還原反應，。所以根據方程式可知，銅失去電子，做還原劑，則銅是負極。鐵離子得到電子，是氧化劑，則電解質溶液是含有鐵離子的可溶性鹽溶液，正極材料可以是石墨或活潑性弱于銅的金屬，正極上發生反應的電極反應式Fe³⁺ + e^－Fe²⁺。若導線上轉移電子1.5 mol，則溶解銅的物質的量是1.5mol÷2＝0.75mol，質量是0.75mol×64g/mol＝48g。加入硫酸銅后，鋅置換出銅，形成了Zn—Cu原電池，加快了化學反應的速率。
考點：考查原電池的有關判斷、應用和計算
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題貼近高考，基礎性強，注重答題的靈活性。側重對學生靈活運用原電池原理解決實際問題的能力的培養，有利于調動學生的學習興趣和學習積極性。明確原電池的工作原理并能結合題意和裝置圖靈活運用是解題的關鍵。易錯點是選項（1）②中電極的判斷。