20．有甲、乙兩位同學(xué)均想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性順序，兩人均使用鎂片和鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6mol/L的硫酸溶液中，乙同學(xué)將電極放入6mol/L的NaOH溶液中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：
（1）寫出甲中正極的電極反應(yīng)式：2H++2e-=H2↑．
（2）寫出乙中負(fù)極的電極反應(yīng)式：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，總反應(yīng)的離子方程式為：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑．
（3）若乙裝置設(shè)計(jì)為氫氣燃料電池，兩極改為惰性電極，則負(fù)極反應(yīng)式為H2+2OH--2e-=2H2O．
若乙裝置設(shè)計(jì)為甲烷燃料電池，兩極改為惰性電極，則負(fù)極反應(yīng)式為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．

分析 甲同學(xué)依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)原理是Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑，乙同學(xué)依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)原理是2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，由于Al顯兩性，與酸堿都能反應(yīng)，
（1）甲中鎂易失電子作負(fù)極、Al作正極，負(fù)極上鎂發(fā)生氧化反應(yīng)、正極上氫離子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）乙池中鋁易失電子作負(fù)極、鎂作正極，負(fù)極上鋁失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）若乙裝置設(shè)計(jì)為氫氣燃料電池，兩極改為惰性電極，電解質(zhì)溶液為堿，故則負(fù)極反應(yīng)式為H2+2OH--2e-=2H2O；甲烷燃料電池以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，負(fù)極上是甲烷發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，又因?yàn)殡娊赓|(zhì)是NaOH溶液，二氧化碳和氫氧化鉀反應(yīng)得到的是碳酸鉀，即CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．

解答 解：（1）甲中鎂易失電子作負(fù)極、Al作正極，負(fù)極上鎂發(fā)生氧化反應(yīng)、正極上氫離子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為Mg-2e-=Mg2+，正極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑，
故答案為：2H++2e-=H2↑；
（2）乙池中鋁易失電子作負(fù)極，負(fù)極上鋁失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O，鎂作正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，總反應(yīng)為2Al+2OH-+2H2O=AlO2-+3H2↑，
故答案為：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O；2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（3）若乙裝置設(shè)計(jì)為氫氣燃料電池，兩極改為惰性電極，電解質(zhì)溶液為堿，故則負(fù)極反應(yīng)式為H2+2OH--2e-=2H2O；甲烷燃料電池以NaOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí)，負(fù)極上是甲烷發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，又因?yàn)殡娊赓|(zhì)是NaOH溶液，二氧化碳和氫氧化鉀反應(yīng)得到的是碳酸鉀，即CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，故答案為：H2+2OH--2e-=2H2O；CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究原電池原理，題目難度中等，明確原電池中各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，注意不能根據(jù)金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱判斷正負(fù)極，要根據(jù)失電子難易程度確定負(fù)極，注意電解質(zhì)溶液是否參與反應(yīng)，為易錯(cuò)點(diǎn)．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

10．碘是生命體中的必需元素，請(qǐng)根據(jù)如下有關(guān)碘及其化合物的性質(zhì)，回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)室中制取少量碘可采用如下方法：KI+CuSO4→A （白色）↓+K2SO4+I2．16.0g CuSO4與過(guò)量KI反應(yīng)后可得19.1g 的A，寫出A的化學(xué)式：CuI．
工業(yè)生產(chǎn)中，可用智利硝石（含有NaIO3）為原料，與NaHSO3溶液反應(yīng)后生成碘，寫出此反應(yīng)的離子方程式：2IO3-+5HSO3-=3H++5SO42-+I2+H2O．
（2）單質(zhì)碘與氟氣反應(yīng)可制得IF5，實(shí)驗(yàn)表明液態(tài)IF5具有一定的導(dǎo)電性，研究人員發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生這一現(xiàn)象的可能原因在于IF5的自偶電離（如：2H2OH3O++OH-），生成的陽(yáng)離子為IF4+，則陰離子為IF6-．
（3）自來(lái)水廠用ClO2處理后的水中，要求ClO2的濃度在0.1～0.8mg•L-1之間．碘量法可以檢測(cè)水中ClO2的濃度，步驟如下：
Ⅰ．取一定體積的水樣，加入一定量的KI，再用NaOH溶液調(diào)至中性，并加入淀粉溶液，溶液變藍(lán)．
Ⅱ．加入一定量的Na2S2O3溶液．（已知：2S2O32-+I2═S4O62-+2I-）
Ⅲ．加硫酸調(diào)節(jié)水樣pH至1～3．
操作時(shí)，不同pH環(huán)境中粒子種類如圖所示：
請(qǐng)回答：
①操作Ⅰ中反應(yīng)的離子方程式是2ClO2+2I-=2ClO2-+I2．
②確定操作Ⅱ完全反應(yīng)的現(xiàn)象是藍(lán)色消失，半分鐘內(nèi)不變色．
③在操作Ⅲ過(guò)程中，溶液又呈藍(lán)色，反應(yīng)的離子方程式是ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O．
④若水樣的體積為1.0L，在操作Ⅱ時(shí)消耗了1.0×10-3 mol•L-1的Na2S2O3溶液10mL，則水樣中ClO2的濃度是0.675mg•L-1．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

11．現(xiàn)有短周期元素X形成的單質(zhì)A與NaOH溶液反應(yīng)，有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系，（若產(chǎn)物中有水生成則省略未表示出來(lái)）．
（1）若常溫常壓下，A為氣態(tài)，且B、C中均有X元素，則A與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；
（2）若常溫常壓下，A為非金屬固態(tài)單質(zhì)，且其在電子工業(yè)中有著重要的用途，則工業(yè)制取A化學(xué)方程式為2C+SiO2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO↑+Si；
（3）若A為金屬，C為氣體，則A 與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
（4）由（2）和（3）中兩種單質(zhì)形成合金在工業(yè)、建筑業(yè)中有重要的用途．一個(gè)探究性學(xué)習(xí)小組，他們擬
用該合金與足量稀硫酸的反應(yīng)測(cè)定通常狀況下氣體摩爾體積，實(shí)驗(yàn)裝置如下：

①裝置中導(dǎo)管a的作用是平衡分液漏斗上下管口的壓強(qiáng)，有利于液體滴下和使測(cè)得的氣體體積較準(zhǔn)確，減少實(shí)驗(yàn)誤差；
②實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確測(cè)得4個(gè)數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)前該合金的質(zhì)量m1g，實(shí)驗(yàn)后殘留固體的質(zhì)量m2g，實(shí)驗(yàn)前后堿式滴定管中液面讀數(shù)分別為V1mL、V2mL；則通常狀況時(shí)氣體摩爾體積Vm=$\frac{18（{V}_{1}-{V}_{2}）×1{0}^{-3}}{（{m}_{1}-{m}_{2}）}$L•moL-1．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：選擇題

8．下列物質(zhì)之間的相互關(guān)系錯(cuò)誤的是（　�。�
A．CH3CH2CH2CH2CH3和互為同分異構(gòu)體
B．干冰和冰為同一種物質(zhì)
C．CH3CH3和CH3CH2CH3互為同系物
D．12C和14C互為同位素

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：選擇題

15．五種短周期元素的某些信息如表所示：
元素有關(guān)信息
X最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能與其氣態(tài)氫化物反應(yīng)生成鹽
YM層上有3個(gè)電子
Z短周期元素中原子半徑最大的主族元素
W其單質(zhì)是淡黃色固體
Q最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為6
下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．簡(jiǎn)單離子的半徑大小順序?yàn)椋篧＞Q＞Z＞Y
B．W單質(zhì)在氧氣中燃燒后的產(chǎn)物不能使品紅溶液褪色
C．X、W和氫三種元素形成的化合物中只有共價(jià)鍵
D．Z與W元素只能形成原子個(gè)數(shù)比為2：1的化合物

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：選擇題

5．NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述一定正確的是（　�。�
A．0.1mol銅粉在0.05mol氯氣中充分燃燒，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2NA
B．常溫常壓下，22.4L氙氣中含有NA個(gè)氙分子
C．一定量的濃H2SO4與0.1molMg恰好完全反應(yīng)，生成SO2為0.1NA
D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L由SO2和O3組成的混合氣體中含有3NA個(gè)原子

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

12．鐵在工業(yè)和生活中都具有非常重要的應(yīng)用．某含鐵化合物W，為探究其成分，化學(xué)興趣小組的同學(xué)取化合物W粉末進(jìn)行試驗(yàn)．經(jīng)組成分析，該粉末除Fe外還有O和另一未知元素共三種元素．另取2.22g化合物W的粉末溶于適量稀硫酸，向反應(yīng)后的溶液中加入含有3.20gNaOH的溶液，恰好完全反應(yīng)．過(guò)濾，將洗滌后的沉淀充分灼燒，得到紅棕色粉末1.60g；將所得濾液在一定條件下蒸發(fā)灼燒可得到一種純凈的不含結(jié)晶水的鹽7.10g．請(qǐng)回答：
（1）則另一未知元素為Na（填化學(xué)式）．
（2）①該化合物W的化學(xué)式為NaFeO2．
②該化合物W與適量稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式2NaFeO2+4H2SO4=Na2SO4+Fe2（SO4）3+4H2O．
（3）草酸鈷是廣泛應(yīng)用于磁性材料、電池材料、及超硬材料等領(lǐng)域．某研究小組在實(shí)驗(yàn)室探究CoC2O4分解反應(yīng)的平衡常數(shù)．將一定量純凈的CoC2O4粉末置于特制的密閉真空容器中（假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計(jì)），在恒定溫度下使其達(dá)到分解的平衡：
CoC2O4（S）?CoO（S）+CO（g）+CO2（g）
實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：
溫度/℃240250260270
平衡總壓強(qiáng)/kp5.78.312.017.1
平衡總濃度/mol•L-12.4×10-33.4×10-34.8×10-36.8×10-3
由表中數(shù)據(jù)，列式計(jì)算250℃時(shí)CoC2O4分解平衡常數(shù)2.89×10-6． 該反應(yīng)的焓變△H＞0（填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）溫度加熱至350℃，CO2的體積分?jǐn)?shù)開始發(fā)生變化，體積分?jǐn)?shù)和溫度的關(guān)系如下：
試畫出CO的體積分?jǐn)?shù)隨溫度升高的曲線

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：解答題

9．人類的衣食住行都離不開化學(xué)，化學(xué)與生活密切相關(guān)．
（1）根據(jù)要求，選擇恰當(dāng)?shù)倪x項(xiàng)用字母代號(hào)填空：
①“含氟牙膏”中的氟應(yīng)理解為A．
A．元素            B．單質(zhì)               C．離子
②下列物質(zhì)中含有有機(jī)高分子材料的是C；
A．普通水泥      B．普通玻璃      C．汽車輪胎
③糖類、油脂、蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、水、維生素是人類不可缺乏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)．下列維生素中，可用于防治壞血病的是C．
A．維生素A          B．維生素B1            C．維生素C
④抗生素藥有阻止多種細(xì)菌生長(zhǎng)的功能，下列藥物屬于抗生素藥的是B．
A．阿司匹林   B．青霉素   C．抗酸藥（氫氧化鋁）
⑤下列處理垃圾的方法中，不正確的是C．
A．回收利用廢紙         B．回收利用易拉罐            C．填埋廢舊電池
（2）在全球每年被腐蝕的鋼鐵中，電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕所占比例高（填“高”或“低”）．
（3）下表所列的一些物質(zhì)都是家庭常用物質(zhì)，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，選擇合適的化學(xué)試劑，將其字母代號(hào)填入對(duì)應(yīng)的空格中．
實(shí)驗(yàn)要求化學(xué)試劑供選擇的化學(xué)試劑
檢驗(yàn)味精中是否含有食鹽A．新制氫氧化銅懸濁液
B．硝酸銀溶液和稀硝酸
C．碘水
D．碳酸鈉粉末
檢驗(yàn)地瓜粉中是否含有淀粉
檢驗(yàn)食醋中是否含有乙酸
區(qū)別蔗糖和葡萄糖

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：選擇題

10．“類推”這種思維方法在化學(xué)學(xué)習(xí)與研究中有時(shí)會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)論，因此類推的結(jié)論最終要經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)，才能決定其正確與否，下列幾種類推結(jié)論中錯(cuò)誤的是（　�。�
①鈉與水反應(yīng)生成NaOH和H2，所有金屬與水反應(yīng)都生成堿和H2
②鐵露置在空氣中一段時(shí)間后就會(huì)生銹，性質(zhì)更活潑的鋁不能穩(wěn)定存在于空氣中
③Cu（OH）2受熱易分解，F(xiàn)e（OH）3受熱也易分解
④Al（OH）2能與NaOH反應(yīng)，Be（OH）2也能與NaOH反應(yīng)．
A．①③B．②④C．①②D．①②④

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