原电池原理的常见题型及解法

1 原电池原理的常见题型及解法原电池原理的常见题型及解法 2012 4 有关原电池的知识是 考试大纲 要求理解并掌握的重要知识 是高中 电化学 知识 的重要组成部分 也是化学和物理两个学科知识和能力的交叉点 现为同学们总结几种常 见的应用原电池原理的题型及解法 希望对同学们解决原电池问题会有所帮助 题型一 判断所给装置是否原电池题型一 判断所给装置是否原电池 解决这类题型必须清楚构成原电池的条件 1 有两种活动性不同的金属作电极 或一种惰性电极 如石墨电极 铂电极 例 如 Zn Cu Cu Ag Zn 石墨 Cu Pt 均可以是组成原电池的两个极的材料 2 电极材料均插入电解质溶液中 3 两极相连与电解质溶液共同构成闭合回路 要构成一个原电池 必须满足这样的三个条件 缺一不可 缺少其中的任意一个条 件均不能构成原电池 装 置 判断 装 置 判断 在判断一个装置是否原电池时 应该注意这样三点 1 不要计较电极的形状和大小 2 不要计较闭合电路的形成方式 可以有导线 也可以不用导线 只要让两个电极 互相连通就行 3 也不必考虑电解质的成份 可以是一种溶质 也可以是多种溶质的电解质溶液 可以是强电解质溶液 也可以是弱电解质溶液 只要符合前面所说的构成原电池 的三个条件 就能构成原电池 题型二 电极反应式的书写 题型二 电极反应式的书写 装 置 2 负 极 电 极 反 应 正 极 一般说来 简单的原电池负极的电极反应一般是负极金属本身失电子变成金属阳离子 R ne Rn 比较容易写出 正极上的反应相对复杂一些 需要我们判断出溶液中的哪种微 粒在正极板上得电子 这取决于溶液中各种微粒得电子能力的相对大小 这是正确写出正 极上电极反应式的关键 常见的有这样三种情况 1 酸性溶液中 H 得电子 发生析出 氢气的反应 可以看作金属的析氢腐蚀 2 在弱酸性 中性溶液中 通常溶液中的 O2 得电子 可以看作是负极发生吸氧反应 3 当溶液中有金属活动顺序表中 H 后面的金 属阳离子时 通常该金属阳离子得电子 例如 Cu2 Fe3 Ag 等 这是一些简单原电池的电极反应式的书写 但是对于一些实用电池的电极反应式的书 写 则要认真思考 请看下面这个例子 例题 例题 铅蓄电池是化学电源 其电极材料分别是 Pb 和 PbO2 电解质溶液为稀硫酸 工作时 电池的总反应为 PbO2 Pb 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 其中 PbSO4不溶于水也不溶于 稀硫酸 根据上述情况判断 1 蓄电池的负极是 其电极反应式为 2 蓄电池的正极是 其电极反应式为 3 蓄电池工作时 其中电解质溶液的 pH 填 增大 减小 或 不变 书写实用电池的电极反应式时 要注意三个问题 1 两极得失电子数要相等 2 电极反应不单纯是电极自身的反应 而是这个电极及其周围的区域发生的反应 也就 是说一定要考虑电解质溶液对电极反应的影响 3 当已知电池的总反应时 如果能够判 断出某一极的电极反应 则可以利用两极反应之和等于电池的总反应这一重要关系 推断 并写出另一电极上的反应式 题型三 推断反应现象题型三 推断反应现象 例题 例题 如下图所示 将一个铁片和石墨片用导线连接后 放在一张滤纸上并压紧 使三者 充分接触 并不断向滤纸上滴加饱和食盐水和酚酞的混合液 一段时间后 1 先变红的区域在 附近 该电极是 极 2 写出两极上的电极反应式 解决这类问题时注意 若要分析原电池在工作过程中出现的现象 必须先分析原电池的 两极 以及电解质溶液中所发生的反应 由反应结果去推断反应的现象 题型四 影响化学反应的速率题型四 影响化学反应的速率 例题 例题 为了探究金属腐蚀的条件和快慢 某课外学习小 组用不同金属丝将三根大小相同的普通铁钉分别固定在下图 所示的三个装置内 并将这些装置在相同的环境中放置一段 时间 铁钉腐蚀最严重的是 填 a b 或 c 铁钉几 乎未被腐蚀的是 填 a b 或 c 题型五 按要求设计原电池 题型五 按要求设计原电池 3 例题 例题 某原电池的总反应方程式是 Zn Cu2 Zn 2 Cu 该原电池组成是 电解质溶液正极负极 A A CuCl2溶液 ZnMg B B CuCl2溶液 CuZn C C ZnCl2溶液 ZnCu D D ZnCl2溶液 CuZn 题型六 比较金属的活动性顺序 题型六 比较金属的活动性顺序 解决这类题型的方法是 利用原电池两极上的现象 两极上的反应 电子或电流的流 向判断出原电池的正负极 再根据负极活动性大于正极的活动性 来比较金属的活动性 例题 例题 下图是实验室用氢气还原氧化铜实验的简易装置 其中的铜质燃烧匙可以在试 管 M 中上下移动 实验时 先将细铜丝一端被弯成螺旋状 先在空气中加热变黑后再迅速 伸入球型干燥管中 1 铜质燃烧匙的作用有 2 实验过程中 在试管 M 中可观察到的现象是 例题 例题 燃料电池是目前正在探索的一种新型电池 它可以在 燃烧过程中把化学能直接转换为电能 能量的转化率明显高于其它 类型的电池 目前已经使用的氢氧燃料电池用多孔铂板做电极 用 KOH 溶液做电解质溶液 总反应是 2H2 O2 2H2O 写出相应的电 极反应式 排列溶液中微粒浓度的大小顺序专题排列溶液中微粒浓度的大小顺序专题 有关溶液中离子浓度大小的判断与比较 是高考的热点之一 运用好各种平衡知识解题 可使此类问题顺利得以解决 1 1 溶解平衡 溶解平衡 例例 1 1 若把足量的 AgCl 分别投入 10mL 蒸馏水 10mL 0 1mol L 1 NaCl 溶液 10mL 0 1mol L 1AlCl3溶液 10mL 0 1mol L 1CaCl2溶液中 搅拌后在相同温度下 Ag 浓度由大到小的顺序为 2 2 电离平衡 电离平衡 例例 2 2 下列溶液中 c OH 最小的是 A 向 0 1mol L 1的 NaOH 溶液中加入同体积的蒸馏水 B 向 0 1mol L 1的氨水中加入同体积的蒸馏水 4 C 向 0 2mol L 1的 NaOH 溶液中加入同体积的 0 1mol L 1盐酸 D 向 0 2mol L 1的氨水中加入同体积的加入同体积的 0 1mol L 1盐酸 3 3 水解平衡水解平衡 例 3 5 mL0 2 mol L 1KOH 溶液与 10 mL0 1mol L 1的醋酸混合 在所得溶液中 A c K c CH3COO c H c OH B c K c CH3COO c OH c H C c K c CH3COO c OH c H D c K c CH3COO c OH c H 4 4 共轭平衡共轭平衡 例 4 将 PH 3 盐酸溶液和 PH 11 的氨水等体积混合后 溶液显碱性 溶液中离子浓度 关系正确的是 A c NH4 c Cl c H c OH B c NH4 c Cl c OH c H C c Cl c NH4 c H c OH D c Cl c NH4 c OH c H 5 电荷平衡 电荷平衡 例 5 常温下 将甲酸和氢氧化钠溶液混合 所得溶液 pH 7 则此溶液中 A c HCOO c Na B c HCOO c HCO3 c H c OH B c Na c H c HCO3 c OH 2c CO32 C c Na c HCO3 c OH c H D c Na c HCO3 c CO32 c H2CO3 1 在相同温度下等体积 等物质的量浓度的 4 种稀溶液 Na2SO4 H2SO3 NaHSO3 Na2S 中所含带电微粒数由多到少的顺序是 5 A B C D 2 下列说法正确的是 A 常温下醋酸分子不可能存在于 pH 7 的碱性溶液中 B 常温下向氯化铵溶液中加入少量氨水使溶液的 pH 7 则混合溶液中 c NH4 c Cl C 0 1mol L 1的氯化铵溶液与 0 05mol L 1的氢氧化钠溶液等体积混合溶液中离子 浓度 c Cl c NH4 c Na c OH D 0 1mol L 1硫化钠溶液中离子浓度关系 c Na c S2 c HS c H2S 3 将 0 02 mol L 的 HCl 溶液与 0 04 mol L 的 NaHS 溶液等体积混合后 溶液显酸性 则 下列关系式中正确的是 盐和酸混和液 A c Na c Cl B c H2S c HS c S 0 0 mol L C c H c Cl D c HS c NH4 c H c OH D 混合溶液中离子浓度一定满足 c NH4 c H c Cl c OH 5 常温时 0 1mol L 1HA 溶液的 pH 1 0 1mol L 1BOH 溶液中 c OH c H 1012 将两溶液等体积混合 以下判断正确的是 A c H c OH c A c B B c OH c H c B c A C c H c B c A c OH D c A c B c H c OH 6 下列离子浓度大小的比较正确的是 A 0 1mol L 1NaHCO3溶液中 c CO 2 3 c OH B 0 1mol L 1NH4Cl 溶液中 c Cl c NH 4 c OH c H C 0 1mol L 1CH3COONa 溶液中 c CH3COO Na c OH c H D 0 1mol L 1HCl 与 0 01mol L 1氨水等体积混合 充分反应后 所得的溶液中 c Cl c H c NH 4 c OH 8 常温时 0 1mol L 1HA 溶液的 pH 1 0 1mol L 1BOH 溶液中 c OH c H 1012 将两溶液等体积混合 以下判断正确的是 6 A c H c OH c A c B B c OH c H c B c H c OH 9 标准状况下 向 100mL 3mol L 的 NaOH 溶液中缓缓通入 4 48L CO2气体 充分反应后 溶液中离子浓度大小排列顺序正确的是 A 2 33 HcOHcCOcHCOcNac B 3 2 3 HcOHcHCOcCOcNac C 2 33 HcCOcOHcHCOcNac D 3 2 3 HcHCOcOHcCOcNac 10 用物质的量都是 0 1mol 的 CH3COOH 和 CH3COONa 混合后配成 1L 溶液 已知溶液中 的 c CH3COO c Na 下列关系正确的是 A c H c CH3COO C c CH3COO c OH 0 1mol L 1D c CH3COOH c CH3COO 0 2mol L 1 11 常温下将稀 NaOH 溶液与稀 CH3COOH 溶液混合 不可能出现的结果是 A pH 7 且 c OH c Na c H c CH3COO B pH 7 且 c Na c H c OH c CH3COO C pH 7 且 c CH3COO c H c Na c OH D pH 7 且 c CH3COO c Na c H c OH 14 下列关于电解质溶液中离子关系的说法中正确的是 A 0 1mol L 1Na2C03溶液中离子浓度关系 c Na 2c CO32 c HCO3 c H2CO3 B 0 1mol L 1NH4C1 和 0 1mol L 1NH3 H20 等体积混合后离子浓度关系 c Cl c NH c H c OH 4 C 常温下 向醋酸钠溶液中滴加少量醋酸使溶液的 pH 7 则混合溶液中 c Na c CH3COO D 常温下 在 pH 1 的溶液中 Fe2 NO3 C1O Na 能大量共存 15 将 7g 铁粉加入 200 mL 2 mol L 1的硝酸溶液中 使之充分反应放出 NO 气体 所得 溶 液中主要离子浓度的关系是 7 A c NO3 c Fe2 c Fe3 c H B c NO3 c Fe3 c Fe2 c H C c Fe2 c Fe3 c NO3 c H D 2c Fe2 3c Fe3 c H c NO3 c OH 16 已知乙酸 HA 的酸性比甲酸 HB 弱 在物质的量浓度均为 0 1mol L 的 NaA 和 NaB 混合溶液中 下列排序正确的是 A c OH c HA c HB c H B c OH c A c B c H C c OH c B c A c H D c OH c HB c HA c H 17 已知某溶液中存在 OH H NH 4 Cl 四种离子 某同学推测该溶液中离子浓度大 小顺序可能有如下四种关系 c Cl c NH 4 c H c OH c Cl c NH 4 c OH c H c NH 4 c Cl c OH c H c Cl c H c NH 4 c OH 1 若溶液中只溶解了一种溶质 该溶质的名称是 上述离子浓度大小顺序关系 中正确的是 选填序号 2 若上述关系中 是正确的 则溶液中溶质的化学式是 3 若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成 且恰好呈中性 则混合前 c HCl 填 大于 小于 等于 下同 c NH3 H2O 混合前盐酸中 c H 和氨 水中 c OH 的关系 c H c OH 18 5 时 0 1mol L 1的醋酸溶液的 pH 约为 3 当向其中加入醋酸钠晶体 等晶体溶解 后发现溶液的 pH 增大 对上述现象有两种不同的解释 甲同学认为醋酸钠水解呈碱 性 c OH 增大了 因而溶液的 pH 增大 同学认为醋酸钠溶于水电离出大量醋酸 根离子 抑制了醋酸的电离 使 c H 减小 因此溶液的 pH 增大 1 上述两种解释中 填 甲 或 乙 正确 2 为了验证上述解释哪种解释正确 继续做如下实验 向 0 1mol L 1的醋酸溶液中 加入少量下列物质中的 填写编号 然后测定溶液的 pH A 固体 CH3COOK B 固体 CH3CONH4 C 气体 NH3 D 固体 NaHCO3 3 若 填 甲 或 乙 的解释正确 溶液的 pH 应 填 增大 减小 或 不变 已知 25 时 CH3COONH4溶液呈中性 8 4 常温下将 0 010molCH3COONa 和 0 004molHCl 溶于水 配制成 0 5L 混合溶液 判 断 溶液中共有 种粒子 其中有两种粒子的物质的量之和一定等于 0 010mol 它们是 和 溶液中 n CH3COO n OH n H mol 补充练习 6 下列说法正确的是 A 垃圾资源化的主要途径是卫生填埋 B 在日常生活中 化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因 C 推广使用新能源 可以减少二氧化碳等温室气体的排放 D 人造纤维 合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物 7 aAn bB n 1 cCn dD n 1 电子层结构相同 关于 A B C D 四种元素叙述正确的是 A 气态氢化物的稳定性 D CB 一定都是短周期元素 C 单质的还原性 B A D 原子序数 B A C D 8 下列各项中 操作或现象 能达到预期 实验目的 的是 选项实验目的操作或现象 A 检验碳与浓硫酸反应后的 气体产物 将产生的气体依次通过无水 CuSO4 澄清石灰水和品 红溶液 B 证明蛋白质在某些无机盐 溶液作用下发生变性 向鸡蛋清溶液中加入饱和硫酸钠溶液 有沉淀析出 再把沉淀加入蒸馏水中 C 检验溴乙烷中的溴元素 将少量溴乙烷与 NaO