用铜片、银片、Cu(NO$_3$)$_2$溶液、AgNO$_3$溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO$_3$的U型管)构成一个原电池.以下有关该原电池的叙述正确的是( )
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极
②正极反应为:Ag_+e_=Ag
③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO$_3$溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同.
分析:
原电池中,较活泼的金属作负极,负极上金属失去电子发生氧化反应,较不活泼的金属作正极,正极上得电子发生还原反应,外电路上,电子从负极沿导线流向正极,据此分析解答.
解答:
解:原电池中,较活泼的金属铜作负极,负极上金属铜失去电子发生氧化反应,较不活泼的金属银作正极,正极上银离子得电子发生还原反应,外电路上,电子从负极沿导线流向正极,
①在外电路中,电流由银电极流向铜电极,故错误;
②正极上得电子发生还原反应,所以反应为:Ag_+e_=Ag,故正确;
③实验过程中取出盐桥,不能构成闭合回路,所以原电池不能继续工作,故错误;
④将铜片浸入AgNO$_3$溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同,故正确.
故选C.
点评:
本题考查了原电池原理,难度不大,明确原电池放电时外电路上电流的流向、电极上发生的反应、原电池的构成条件即可分析解答本题.
分析如图所示的四个装置,结论正确的是( )
分析:
当稀硫酸是电解质溶液时,Mg作负极(活泼性Mg>Al);当NaOH是电解质溶液时,Al作负极(Mg不与NaOH溶液反应);(3)中Cu作负极,反应式为:Cu-2e_=Cu_,Fe作正极,因为常温下,Fe被浓硝酸钝化,(4)中Cu作正极,电极反应式为:2H$_2$O+O$_2$+4e_=4OH_,以此解答该题.
解答:
解:A.(2)中Mg不与NaOH溶液反应,Mg作负极,(3)中因为常温下,Fe被浓硝酸钝化,Cu作负极,故A错误;
B.当NaOH是电解质溶液时,Al作负极(Mg不与NaOH溶液反应),Mg作正极,电极反应式为6H$_2$O+6e_=6OH_+3H$_2$↑,故B正确;
C.(4)中正极反应式为2H$_2$O+O$_2$+4e_=4OH_,负极反应式为Fe-2e_=Fe_,没有气泡产生,故C错误;
D.(4)中Cu作正极,发生吸氧腐蚀,正极反应式为:2H$_2$O+O$_2$+4e_=4OH_,故D错误.
故选B.
点评:
本题考查原电池的正、负极的判断及电极反应式的书写,电解质溶液不同,导致两极发生改变,考查学生知识的变迁能力和灵活应变能力,题目难度中等.
下列四位同学的说法正确的是( )
分析:
原电池中负极失电子发生氧化反应,电子通过外电路从负极流向正极,正极发生还原反应,所以负极金属比较活泼,原电池中阳离子移向正极,阴离子影响负极,据此分析.
解答:
解:A、原电池中负极失电子发生氧化反应,所以负极金属比较活泼,故A正确;
B、原电池负极发生氧化反应,故B错误;
C、电子通过外电路从负极流向正极,故C错误;
D、原电池中阳离子移向正极,故D错误;
故选A.
点评:
本题考查了原电池中电极反应类型和电子在导线中的移动方向以及离子在溶液中的移动方向,题目难度不大.
等质量的两份锌粉a和b,分别加入过量的稀硫酸中,并向a中加入少量硫酸铜溶液,下图表示产生H$_2$的体积(V)与时间(t)的关系正确的是( )
分析:
锌和硫酸反应,加入硫酸铜溶液后,锌和铜离子反应置换出金属铜,形成锌、铜、稀硫酸原电池,加速金属锌和硫酸反应的速率,产生氢气的量取决于金属锌的质量.
解答:
解:锌和硫酸反应,加入硫酸铜溶液后,锌和铜离子反应置换出金属铜,形成锌、铜、稀硫酸原电池,加速金属锌和硫酸反应的速率,所以反应速率是:a>b,
速率越大,锌完全反应时所用的时间越短,所以a所用的时间小于b的时间;
产生氢气的量取决于金属锌的质量,而a中,金属锌一部分用于置换金属铜,所以和硫酸反应生成氢气的量减少,所以氢气的体积是:a<b.
故选D
点评:
本题考查了根据图像判断反应速率的大小,难度不大,分析图像时注意图像的拐点及走向和变化趋势.
某原电池装置如图所示,盐桥中装有用饱和氯化钾溶液浸泡过的琼脂.下列叙述正确的是( )
分析:
铁为负极,被氧化,电极反应为Fe-2e_=Fe_,石墨为正极,发生还原反应,电极反应为2H_+2e_=H$_2$↑,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,结合电极反应解答.
解答:
解:A.Fe为负极,阴离子向负极移动,则FeCl$_2$溶液中c(Cl_)会增大,故A正确;
B.硅太阳能电池是把太阳能转化为电能,该电池是化学能转化为电能,二者原理不同,故B错误;
C.Fe为负极,石墨为正极,正极上电极反应为2H_+2e_=H$_2$↑,故C错误;
D.若装置中的盐桥用铁丝代替,右侧中Fe、石墨和稀硫酸溶液形成原电池,左侧为电解池,所以电流表指针有偏转,故D错误.
故选A.
点评:
本题考查原电池知识,侧重于原电池的工作原理的考查,注意把握电极反应的判断,把握电极方程式的书写,为解答该类题目的关键,难度不大.
下列叙述中,甲金属一定比乙金属活泼性强的是( )
分析:
比较金属的活泼性可根据金属之间的置换反应和原电池的正负极判断,负极较活泼,不能从电子层的多少、电子数的多少以及生成氢气的多少的角度判断.
解答:
解:A、如金属不位于同一主族,则不能根据电子层数的多少来判断金属的活泼性强弱,故A错误;
B、在甲乙两种金属和盐酸构成的原电池中,甲作正极,乙作负极,说明乙活泼,故B错误;
C、产生氢气的多少取决于金属失去电子数的多少,与金属的活泼性无关,故C错误;
D、金属的活泼性越强,越易与水反应,故D正确.
故选D.
点评:
本题考查金属的活泼性的比较,题目难度不大,比较金属活泼性的角度很多,注意基础知识的积累.
原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关.下列说法中不正确的是( )
分析:
原电池中,得电子发生还原反应的电极是正极,失电子发生氧化反应的电极是负极,根据得失电子判断电极名称.
解答:
解:A.由Al、Cu、稀H$_2$SO$_4$组成原电池,铝和稀硫酸反应而失电子,铜和稀硫酸不反应,所以铝作负极,铜作正极,其负极反应式为:Al-3e_=Al_,故A正确;
B.Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,铝和氢氧化钠溶液反应而失去电子发生氧化反应,镁和氢氧化钠溶液不反应,所以铝是负极,镁是正极,其负极反应式为:Al-3e_+4OH_=AlO$_2$_+2H$_2$O,故B正确;
C.由Fe、Cu、FeCl$_3$溶液组成原电池,铁和铜都与氯化铁反应,但铁的金属性比铜强,所以铁作负极,铜作正极,其负极反应式为:Fe-2e_=Fe_,故C错误;
D.Al、Cu、浓硝酸组成原电池,铝和浓硝酸发生钝化现象,铜和浓硝酸能自发的进行反应,所以铜作负极,铝作正极,其负极反应式为:Cu-2e_=Cu_,故D正确;
故选C.
点评:
本题考查原电池的正负极的判断及电极反应式,注意不能根据金属的活泼性判断原电池的正负极,要根据得失电子判断正负极,为易错点.
原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关.下列说法中正确的是( )
分析:
A.该装置中,铁易失电子作负极、Cu作正极,负极上铁失电子、正极上铁离子得电子;
B.该原电池中,Al易失电子作负极、Cu作正极,负极上铝失电子、正极上氢离子得电子;
C.该原电池中,Al易失电子作负极、Mg作正极,负极上Al失电子、正极上水得电子;
D.该原电池中,铜易失电子作负极、Al作正极,负极上铜失电子、正极上硝酸根离子得电子.
解答:
解:A.该装置中,铁易失电子作负极、Cu作正极,负极上铁失电子、正极上铁离子得电子,负极反应式为:Fe-2e_=Fe_,故A错误;
B.该原电池中,Al易失电子作负极、Cu作正极,负极上铝失电子、正极上氢离子得电子,负极反应式为:Al-3e_=Al_,故B错误;
C.该原电池中,Al易失电子作负极、Mg作正极,负极上Al失电子、正极上水得电子,负极上电极反应式为Al+4OH_-3e_=AlO$_2$_+2H$_2$O,故C正确;
D.该原电池中,铜易失电子作负极、Al作正极,负极上铜失电子、正极上硝酸根离子得电子,负极电极反应式为Cu-2e_=Cu_,故D错误;
故选C.
点评:
本题考查了电极反应式的书写,正确判断正负极是解本题关键,再结合电解质溶液书写电极反应式,注意不能根据金属的活泼性强弱判断正负极,为易错点.
有A、B、C、D四种金属.将A与B用导线连接起来浸入稀硫酸中,B上有气泡产生;将A、D分别投入到等浓度的稀盐酸中,D比A反应剧烈;将Cu浸入B的盐溶液中,无明显变化;如果把Cu浸入C的盐溶液中,有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱顺序是( )
分析:
一般来说,原电池中,较活泼的金属作负极、较不活泼的金属作正极,负极上失电子发生氧化反应、正极上得电子发生还原反应;金属的金属性越强,金属单质与水或酸反应越剧烈,较活泼金属能置换出较不活泼金属,据此分析解答.
解答:
解:一般来说,原电池中,较活泼的金属作负极、较不活泼的金属作正极,负极上失电子发生氧化反应、正极上得电子发生还原反应;金属的金属性越强,金属单质与水或酸反应越剧烈,较活泼金属能置换出较不活泼金属,[br]将A与B用导线连接起来浸入稀硫酸中,该装置构成原电池,B上有气泡产生,说明B电极上得电子发生还原反应,则B是正极、A是负极,金属活动性A>B;[br]将A、D分别投入到等浓度的稀盐酸中,D比A反应剧烈,则金属活动性D>A;[br]将Cu浸入B的盐溶液中,无明显变化,说明金属活动性B>Cu;[br]如果把Cu浸入C的盐溶液中,有金属C析出,说明金属活动性Cu>C;[br]通过以上分析知,金属活动性顺序是D>A>B>C,故选B.
点评:
本题考查金属活动性强弱判断,侧重考查学生分析判断能力,明确金属活动性强弱判断方法是解本题关键,可以根据金属之间的置换反应、金属与水或酸反应剧烈程度、金属最高价氧化物的水化物碱性强弱、原电池原理等方法判断,题目难度不大.
现有A、B、C、D四种金属片,①把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸中,B上有气泡产生;②把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸中,C上发生还原反应;③把B、D用导线连接后同时浸入稀硫酸中,电子流动方向为:B→导线→D,则下列关于金属活动由强到弱顺序正确的是( )
分析:
电池中较活泼的金属做负极,负极发生氧化反应,正极上会产生气泡或者会析出金属,电子是从负极移向正极,根据原电池的应用知识来判断金属的活泼性强弱.
解答:
解:①把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸中,B上有气泡产生,所以B是正极,A是负极,金属活泼性是A>B;
②把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸中,C上发生还原反应,则C是正极,D是负极,金属活泼性是D>C;
③把B、D用导线连接后同时浸入稀硫酸中,电子流动方向为:B→导线→D,电子是从负极移向正极,所以B是负极,D是正极,金属活泼性是B>D;
综上可知金属的活泼性顺序是:A>B>D>C.
故选B.
点评:
本题考查金属活泼性的比较,题目难度不大,本题注意把握如何从原电池的角度比较金属的活泼性,注意原电池中,较为活泼的金属作负极.
为判断A、B、C、D四种金属单质的金属活动顺序,某实验小组做了如下实验:①测量A的硫酸盐溶液的pH,溶液的pH=7;②将B、C插入硫酸溶液中,C上无明显变化,用导线连接B、C,C电极上有气泡产生;③电解C、D的盐溶液首先析出单质D单质.下列组合中A、B、C、D可能是( )
分析:
①测量A的硫酸盐溶液的pH,溶液的pH=7,则为强酸强碱盐;
②将B、C插入硫酸溶液中,C上无明显变化,用导线连接B、C,C电极上有气泡产生,C作正极,B作负极;
③电解C、D的盐溶液氧化性强的金属离子先析出.
解答:
解:①测量A的硫酸盐溶液的pH,溶液的pH=7,则为强酸强碱盐,则A为活泼金属;
②将B、C插入硫酸溶液中,C上无明显变化,C与酸不反应,用导线连接B、C,C电极上有气泡产生,C作正极,B作负极,活泼性强的为负极,所以B的活泼性大于C;
③电解C、D的盐溶液氧化性强的金属离子先析出,D先析出,D的阳离子氧化性强,D单质的活泼性弱,即C的活泼性大于D;
所以金属性:A>B>C>D,而且C与酸不反应,选项中只有A符合.
故选A.
点评:
本题考查了金属活泼性强弱的比较,题目难度不大,明确原电池工作的原理,判断出原电池的正极和负极,即可解答,注意一般情况下原电池负极的活泼性强于正极.
下列变化中属于原电池反应的是( )
分析:
属于原电池反应,说明符合原电池的构成条件,原电池的构成条件是:①有两个活泼性不同的电极,②将电极插入电解质溶液中,③两电极间构成闭合回路,④能自发的进行氧化还原反应,以此解答.
解答:
解:A、铁锈可用稀盐酸洗去是因为铁锈Fe$_2$O$_3$是碱性氧化物,与HCl反应生成FeCl$_3$和水,没有形成原电池,故A错误;
B、金属铝是比较活泼的金属,在空气中放置的时候能与氧气反应,表面迅速被氧化形成致密的保护膜,与原电池无关,故B错误;
C、加几滴CuSO$_4$溶液后,铁与CuSO$_4$反应生成单质Cu,然后铁和铜在稀H$_2$SO$_4$溶液中形成原电池,加快了铁与稀H$_2$SO$_4$的反应速率,故C正确;
D、红热的铁丝和水直接反应生成黑色的四氧化三铁和氢气,不符合原电池构成条件,属于化学腐蚀,故D错误;
故选C.
点评:
本题考查了电化学腐蚀的判断,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,根据原电池构成条件来分析解答即可,难度不大.
下列各变化中属于原电池反应的是( )
分析:
如果属于原电池反应,则说明符合原电池的构成条件,原电池的构成条件是:①有两个活泼性不同的电极,②将电极插入电解质溶液中,③两电极间构成闭合回路,④能自发的进行氧化还原反应.
解答:
解:A.铝和空气中氧气反应生成氧化铝,属于化学腐蚀,不属于原电池反应,故A错误;
B.在稀硫酸中加加入少量NaHSO$_4$固体时,使氢离子浓度增大,反应速率加快,不属于原电池反应,故B错误;
C.铁和水蒸气反应生成四氧化三铁,属于化学腐蚀,不属于原电池反应,故C错误;
D.Zn、Fe和电解质溶液构成原电池,发生电化学腐蚀,属于原电池反应,故D正确;
故选D.
点评:
本题考查原电池判断,明确原电池构成及原电池原理即可解答,知道电化学腐蚀和化学腐蚀的区别,生活中电化学腐蚀较普遍,注意积累.
下列各变化中属于原电池反应的是( )
①在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
②镀锌铁表面有划损时,仍然能阻止铁被氧化
③红热的铁丝与冷水接触,表面形成蓝黑色保护层
④锌与稀硫酸反应时,加入少量CuSO$_4$溶液可使反应加快.
分析:
①Al被氧化为氧化铝;
②Zn比Fe活泼,构成原电池,Fe作正极;
③Fe与水发生化学反应;
④锌置换出铜,形成原电池反应.
解答:
解:①在空气中铝表面迅速氧化形成保护层是因Al被氧化为氧化铝,与电化学无关,故错误;
②Zn比Fe活泼,构成原电池,Fe作正极,所以Fe被保护,与电化学有关,故正确;
③红热的铁丝与冷水接触,表面形成蓝黑色保护层,是Fe和水发生化学反应,没有形成原电池,故错误;
④锌置换出铜,形成原电池反应,进而加快反应速率,与电化学有关,故正确.
故选A.
点评:
本题考查化学反应及化学反应,明确电化学反应的构成条件是解答本题的关键,题目难度不大.
镁条和盐酸反应迅速产生大量的氢气,欲使反应速率加快,可采取的措施有:( )
①降温 ②把镁条粉碎 ③加入少量CuSO$_4$溶液 ④加入蒸馏水使盐酸变稀 ⑤升温.
分析:
对于镁和盐酸的反应,可增大浓度、升高温度、增大固体的表面积,或形成原电池反应,可增大反应速率,以此解答该题.
解答:
解:①降温,活化分子百分数减小,反应速率减小,故错误;
②把镁条粉碎,固体表面积增大,反应速率增大,故正确;
③加入少量CuSO$_4$溶液,可以形成原电池,反应速率增大,故正确;
④加入蒸馏水使盐酸变稀,浓度减小,反应速率减小,故错误;
⑤升温,活化分子百分数增大,反应速率增大,故正确.
故选B.
点评:
本题考查化学反应速率的影响,侧重于学生的分析能力的考查,为高频考点,注意相关基础知识的积累,难度不大.
金属易腐蚀,下列金属的防护方法不合理的是( )
分析:
钢铁生锈的条件是钢铁与氧气和水同时接触;酸性溶液、碱性溶液、盐溶液能促进金属生锈,防止金属生锈的方法有:在金属表面涂一层油漆;在金属表面镀一层金属;根据原电池原理进行保护等.
解答:
解:A、衣架和电线外面包上一层塑料层以防锈,可以防止金属与空气接触,能防止金属被腐蚀,故A正确;
B、在钢材制造的大型船舶上装上一定数量的锌块,Fe、Cu形成原电池时,Cu作正极被保护,船体被腐蚀,故B错误;
C、健身器材表面刷油漆,可以防止金属与空气接触,能防止金属被腐蚀,故C正确;
D、在钢制品的外层上镀铬,会将钢制品保护起来,防止钢制品被腐蚀,故D正确.
故选B.
点评:
本题考查金属的防护,注意解答本题要充分理解铁生锈的条件和防止铁生锈的方法,侧重于原电池原理应用的考查,题目难度不大.
金属防护的方法错误的是( )
分析:
防止金属生锈的方法有:牺牲阳极的阴阳保护法、外加电流的阴极保护法、喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等其它方法使金属与空气、水等物质隔离,以防止金属腐蚀.
解答:
解:A、对健身器材涂油漆使金属和空气、水等物质隔离而防止生锈,故A正确;
B、将炊具制成铁铜合金,铁的活泼性大于铜,遇到合适的电解质溶液构成原电池,铁作负极加快了铁的腐蚀而不是保护铁不被腐蚀,故B错误;
C、锌的活泼性大于铁,用牺牲锌块的方法来保护船身而防止铁被腐蚀,故C正确;
D、自行车的钢圈上镀上一层铬阻止了铁与空气、水的接触,从而防止金属铁防锈,故D正确.
故选B.
点评:
本题考查了金属的腐蚀与防护,解答时要从钢铁生锈的条件方面进行分析、判断,从而找出科学的防锈方法.
下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )
分析:
A.Fe与Zn在一起形成原电池,Fe作正极被保护;
B.金属失电子化合价升高被氧化;
C.铁比锡活泼,Fe易被腐蚀;
D.海轮外壳连接锌块,形成原电池.
解答:
解:A.Fe与Zn在一起形成原电池,Fe作正极被保护,则破损的镀锌铁在潮湿的空气中不容易被腐蚀,故A错误;
B.金属腐蚀就是金属原子失去电子被氧化的过程,故B错误;
C.铁比锡活泼,当镀锡铁制品的镀层破损时,铁易被腐蚀,锡层不能对铁制品起保护作用,故C错误;
D.海轮外壳连接锌块,Fe与锌及电解质溶液形成原电池,Zn为负极,保护海轮外壳不受腐蚀,为电化学保护法,故D正确.
故选D.
点评:
本题考查金属的腐蚀与防护,题目难度不大,注意把握金属腐蚀的原理和电化学知识.
心脏起搏器一般是给心跳缓慢的病人使用.某种类型的心脏起搏器工作时发生下列反应:4Li+2SOCl$_2$═4LiCl+S+SO$_2$下列有关判断正确的是( )
分析:
4Li+2SOCl$_2$=4LiCl+S+SO$_2$反应中,Li的化合价升高,作还原剂,S元素的化合价降低,作氧化剂,非金属元素之间形成共价键,据此分析.
解答:
解:A.Li的化合价升高,作还原剂,故A正确;
B、反应4Li+2SOCl$_2$═4LiCl+S+SO$_2$中,每生成1mol SO$_2$转移4mol电子,则标准状况下生成1.12LSO$_2$时,反应转移电子为0.2mol,故B错误;
C、Li的化合价升高被氧化,LiCl是氧化产物,S的化合价降低被还原,S是还原产物,故C错误;
D、非金属元素之间形成共价键,则SOCl$_2$中只有共价键,故D错误.
故选:A.
点评:
本题考查了氧化还原反应、化学键,侧重于基础知识的考查,注意根据氧化还原反应中元素化合价的变化分析,题目难度不大.
心脏起搏器一般是给心跳缓慢的病人使用.某种类型的心脏起搏器工作时发生下列反应:4Li+2SOCl$_2$═4LiCl+S+SO$_2$,下列有关判断正确的是( )
分析:
4Li+2SOCl$_2$═4LiCl+S+SO$_2$中,Li元素的化合价由0升高为+1价,S元素的化合价由+4价降低为0,以此来解答.
解答:
解:A.Li元素的化合价升高,则Li为还原剂,故A正确;
B.SOCl$_2$中S原子成2个S-Cl键,1个S=O,S原子超过8个电子,故B错误;
C.Li的化合价升高被氧化,LiCl是氧化产物,故C错误;
D.反应4Li+2SOCl$_2$═4LiCl+S+SO$_2$中,每生成1mol SO$_2$转移4mol电子,则标准状况下生成1.12LSO$_2$时,反应转移电子为0.2mol,故D错误.
故选A.
点评:
本题考查氧化还原反应,为高考常见题型,把握反应中元素的化合价变化为解答的关键,侧重氧化还原反应基本概念的考查,题目难度不大.