2019-2020年高中化學(xué)第2章化學(xué)鍵化學(xué)反應(yīng)與能量第3節(jié)化學(xué)反應(yīng)的利用教學(xué)案魯科版必修2.doc

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2019-2020年高中化學(xué)第2章化學(xué)鍵化學(xué)反應(yīng)與能量第3節(jié)化學(xué)反應(yīng)的利用教學(xué)案魯科版必修2 [課標(biāo)要求] 1．掌握實驗室制備氯氣的原理、凈化方法及尾氣處理方法。 2．了解常見氣體的實驗室制備裝置及收集方法。 3．了解一些常見物質(zhì)的制備原理。 1．實驗室制備Cl2原理： MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 2．氣體制備裝置流程：發(fā)生裝置→凈化裝置→收集裝置→尾氣處理裝置。 3．實驗室制備干燥Cl2裝置流程： 4．工業(yè)制Cl2原理：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 5．硫酸工業(yè)反應(yīng)流程：S(或FeS2)SO2SO3H2SO4。 6．硝酸工業(yè)反應(yīng)流程：NH3NONO2HNO3。 1．氯氣的實驗室制法 (1)反應(yīng)原理、儀器、試劑 反應(yīng) 原理 MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 儀器 分液漏斗、圓底燒瓶、酒精燈、集氣瓶、鐵架臺、石棉網(wǎng)、燒杯 試劑 MnO2、濃鹽酸、NaOH溶液 (2)實驗室制備純凈、干燥Cl2的裝置圖 (3)實驗步驟 (4)尾氣處理：多余的Cl2用NaOH溶液吸收，原理：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。 2．氯氣的工業(yè)制法 (1)方法：電解飽和食鹽水。 (2)化學(xué)方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 離子方程式：2Cl－＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2OH－。 [特別提醒] (1)實驗室制備Cl2時，可用KMnO4或KClO3代替MnO2，利用“固體＋液體―→氣體(不需要加熱)” 裝置制備： 16HCl(濃)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋ 8H2O,6HCl(濃)＋KClO3===KCl＋3Cl2↑＋3H2O。 (2)吸收氯氣時不宜用澄清的石灰水代替NaOH溶液，原因Ca(OH)2溶解度是微溶，澄清的石灰水不能保證氯氣全部被吸收。 (3)實驗室制氯氣時必須使用濃鹽酸，稀鹽酸還原性弱，不被氧化。 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)MnO2與濃鹽酸的反應(yīng)制Cl2：MnO2＋4HClMn2＋＋2Cl－＋Cl2↑＋2H2O() (2)工業(yè)上通過電解氯化鈉溶液制備金屬鈉和氯氣() (3)生石灰能與水反應(yīng)，可用來干燥氯氣() (4)實驗室制備Cl2可用排飽和食鹽水集氣法收集(√) 2．下圖所示儀器可用于實驗室制備少量無水FeCl3，儀器連接順序正確的是(　　) A．a(chǎn)—b—c—d—e—f—g—h B．a(chǎn)—e—d—c—b—h—i—g C．a(chǎn)—d—e—c—b—h—i—g D．a(chǎn)—c—b—d—e—h—i—f 解析：選B　實驗室制取FeCl3的實驗流程為： 濃H2SO4　　　 故儀器連接順序為a→e→d→c→b→h→i→g。 1．常見氣體的實驗室制備方法 (1)氣體發(fā)生裝置 反應(yīng)類型 制備裝置取的氣體 可用來制 化學(xué)方程式 固＋固氣(或固氣) O2 2KClO32KCl＋3O2↑ NH3 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 固＋液―→氣 H2 Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑ CO2 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O 固＋液氣(或液＋液氣) Cl2 MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 　　(2)氣體凈化裝置 裝置 類型 液體除雜劑(不加熱) 固體除雜劑(不加熱) 固體除雜劑(加熱) 適用范圍 不溶于水(液)的氣體 常溫下不與除雜劑反應(yīng)的氣體 加熱條件下不與除雜劑反應(yīng)的氣體 裝置示意圖 (3)氣體收集裝置 裝置 類型 排水(液) 集氣法 向上排空氣 集氣法 向下排空氣 集氣法 裝置 示意圖 適用 范圍 不溶于水 (液)的氣體 密度大于空氣且不 與空氣反應(yīng)的氣體 密度小于空氣且不 與空氣反應(yīng)的氣體 典型 氣體 H2、O2、NO、CO Cl2、HCl、 CO2、SO2 H2、NH3、CH4 (4)尾氣處理裝置 裝置 適用氣體 難溶于電解質(zhì)溶液的易燃氣體，如H2、CO等 易與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的氣體，如Cl2、H2S、SO2等 所有危險或有污染性的氣體均可用此法(只適用于少量氣體) 2.常見物質(zhì)的工業(yè)制法 物質(zhì) 工業(yè)制法 氫氣 C＋H2O(g) CO＋H2 CO＋H2O CO2＋H2 二氧化碳 CaCO3CaO＋CO2↑ 硫酸 S＋O2 SO2 2SO2＋O22SO3 SO3＋H2O=== H2SO4 氨氣 N2＋3H22NH3 硝酸 4NH3＋5O24NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 1．實驗室制備下列氣體時，所用方法正確的是(　　) A．制氧氣時，用Na2O2或H2O2作反應(yīng)物可選擇相同的氣體發(fā)生裝置 B．制氯氣時，用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體 C．制一氧化碳時，用向上排空氣法收集氣體 D．制二氧化氮時，用水或NaOH溶液吸收尾氣 解析：選A　用過氧化鈉和過氧化氫制備氧氣時，均可采用固液不加熱的制氣體裝置，A項正確；氯氣溶于水生成鹽酸和次氯酸，鹽酸與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成CO2，B項錯誤；一氧化碳密度與空氣密度接近，不能用排空氣法收集，C項錯誤；不能用水吸收制取二氧化氮的尾氣，因為二氧化氮與水生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮不溶于水造成污染，D項錯誤。 2．如下圖是制取、凈化并測量生成氣體體積的裝置示意圖。 利用上述裝置進行下表所列實驗，能達到實驗?zāi)康牡氖?　　) 　　　物質(zhì) 實驗　　　 a(液體) b(固體) c(液體) A 稀鹽酸 鋅粒 濃H2SO4 B 濃氨水 生石灰 濃H2SO4 C 濃硫酸 銅片 NaOH溶液 D 稀HNO3 銅片 H2O 解析：選A　A、B、C、D項中產(chǎn)生的氣體依次分別為H2、NH3、SO2、NO；B項NH3不能用濃H2SO4干燥；C項濃H2SO4與Cu反應(yīng)需要加熱；D項中產(chǎn)生的NO與O2反應(yīng)，測得v(NO)不準確。 [三級訓(xùn)練節(jié)節(jié)過關(guān)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．用下列裝置收集Cl2并進行尾氣吸收，其中最合理的是(　　) 解析：選C　由于ρCl2>ρ空氣，故采用向上排空氣法收集Cl2，即導(dǎo)氣管在試管中“長進短出”，排除A、B兩項；用NaOH溶液吸收Cl2，為防止倒吸應(yīng)使用倒扣漏斗，排除D項。 2．為了凈化和收集由鹽酸和大理石制得的CO2氣體，從下圖中選擇合適的裝置并連接。合理的是(　　) A．a(chǎn)—a′→d—d′→e　　　 B．b—b′→d—d′→g C．c—c′→d—d′→g D．d—d′→c—c′→f 解析：選C　由鹽酸和大理石制得的CO2氣體中會含有雜質(zhì)H2O(g)和HCl，除雜的試劑分別為濃硫酸和飽和碳酸氫鈉溶液，應(yīng)先讓氣體通過飽和NaHCO3溶液除去HCl，再通過濃硫酸干燥。收集CO2時應(yīng)用向上排空氣法，所以正確答案為C選項。 3．下圖是用于干燥、收集并吸收多余氣體的裝置，下列方案正確的是(　　) 選項 X 收集氣體 Y A 堿石灰 氯化氫 水 B 堿石灰 氨氣 水 C 氯化鈣 二氧化硫 氫氧化鈉 D 氯化鈣 一氧化氮 氫氧化鈉 解析：選C　A項，氯化氫是酸性氣體，不能用堿石灰干燥，A不正確；B項，氨氣密度小于空氣，應(yīng)該是短口進，長口出，B不正確；C項，二氧化硫是酸性氣體，能用氯化鈣干燥，且二氧化硫的密度大于空氣，用向上排空氣法收集，C正確；D項，一氧化氮極易被空氣氧化生成二氧化氮，不能用排空氣法收集，D不正確。 4．(海南高考)工業(yè)上，向500～600 ℃的鐵屑中通入氯氣生產(chǎn)無水氯化鐵；向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產(chǎn)無水氯化亞鐵。現(xiàn)用如圖所示的裝置模擬上述過程進行實驗。 回答下列問題： (1)制取無水氯化鐵的實驗中，A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________， 裝置B中加入的試劑是________。 (2)制取無水氯化亞鐵的實驗中，裝置A用來制取________。尾氣的成分是________。若仍用D的裝置進行尾氣處理，存在的問題是________、________。 (3)若操作不當(dāng)，制得的FeCl2會含有少量FeCl3，檢驗FeCl3常用的試劑是________。欲制得純凈的FeCl2，在實驗操作中應(yīng)先________，再________。 解析：(1)制取無水氯化鐵的實驗中，A裝置為氯氣的制備裝置，發(fā)生的反應(yīng)為二氧化錳和濃鹽酸共熱生成二氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，裝置B的作用是除去氯氣中的水蒸氣，B中加入的試劑是濃硫酸。(2)根據(jù)題給信息知制取無水氯化亞鐵的實驗中，裝置A用來制取HCl；尾氣的成分是HCl和H2；若仍用D的裝置進行尾氣處理，氯化氫氣體極易溶于水，氫氣與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，則存在的問題是發(fā)生倒吸、可燃性氣體H2不能被吸收。(3)檢驗FeCl3常用的試劑是KSCN溶液；欲制得純凈的FeCl2，應(yīng)防止裝置中氧氣的干擾，在實驗操作中應(yīng)先通入氯化氫，利用產(chǎn)生的氯化氫氣體排出裝置中的空氣，再點燃C處的酒精燈。 答案：(1)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　濃硫酸 (2)HCl　HCl和H2　易發(fā)生倒吸　可燃性氣體H2不能被吸收 (3)KSCN溶液　通入氯化氫(趕盡裝置中的空氣)　點燃C處的酒精燈 1．關(guān)于實驗室制Cl2，下列說法正確的是(　　) A．可用KMnO4和濃鹽酸反應(yīng)制取 B．用堿石灰干燥Cl2 C．用排水法收集Cl2 D．用飽和石灰水吸收尾氣 解析：選A　KMnO4、MnO2都是氧化劑，都能與濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2，A正確。Cl2是酸性氣體，能溶于水，不能用堿石灰干燥，也不能用排水法收集，B、C錯。Ca(OH)2微溶于水，飽和石灰水中溶有的Ca(OH)2太少，吸收尾氣不徹底。 2．從綠色化學(xué)的理念出發(fā)，下列實驗不宜用右圖所示裝置進行 的是(　　) A．不同濃度的硝酸與銅反應(yīng) B．稀硫酸與純堿或小蘇打反應(yīng) C．鋁與氫氧化鈉溶液或鹽酸反應(yīng) D．H2O2在不同催化劑作用下分解 解析：選A　銅與濃、稀HNO3都產(chǎn)生有毒氣體NO2、NO，本裝置未設(shè)計尾氣處理，不符合綠色化學(xué)思想。 3．實驗室中制備①H2、②CO2、③Cl2三種氣體的反應(yīng)中，鹽酸的作用(　　) A．①②③互不相同 B．在①和②中相同 C．在②和③中相同 D．在①②③中均相同 解析：選A　制取H2時鹽酸的作用是酸性和氧化性；制取CO2時鹽酸的作用只是酸性；制取Cl2時，鹽酸的作用是酸性和還原性。 4．下列各組氣體在常溫下能共存且能用向上排空氣法收集的是(　　) A．NO和O2　　　　　　 B．HCl和NH3 C．H2和CO D．SO2和CO2 解析：選D　A和B選項中的兩組氣體常溫下會發(fā)生反應(yīng)，不能共存；C選項中的H2用向下排空氣法收集，而CO一般用排水法收集；D選項中的SO2和CO2常溫下不發(fā)生反應(yīng)，而且兩者的密度均比空氣大，都可以用向上排空氣法收集。 5．實驗室用二氧化錳和濃鹽酸來制取氯氣，主要操作有以下幾步，其中正確的實驗操作順序是(　　) ①將蒸餾燒瓶固定在鐵架臺上　②把酒精燈放在鐵架臺上，根據(jù)酒精燈高度確定鐵圈的位置，固定鐵圈放好石棉網(wǎng)?、塾盟幊紫蛘麴s燒瓶中加入MnO2，再向分液漏斗中加濃鹽酸，并將導(dǎo)管放入集氣瓶中?、軝z查裝置的氣密性?、菰谡麴s燒瓶上裝好分液漏斗，連接好導(dǎo)氣管 A．②③④①⑤　　　　　　 B．②①③⑤④ C．②①③④⑤ D．②①⑤④③ 解析：選D　安裝儀器時遵循順序：由下而上，由左而右；安裝好儀器后先檢查氣密性，再加入藥品。 6．已知NH3難溶于CCl4。則如圖所示裝置中，不適宜用于NH3氣體尾氣吸收的是(　　) 解析：選B　B中裝置易形成倒吸，不適宜NH3氣體的尾氣處理。 7．下列制備和收集氣體的實驗裝置合理的是(　　) 解析：選D　A中大試管的管口應(yīng)略向下傾斜；B中NO很容易被空氣中的氧氣氧化，所以采用B裝置得不到NO；C中氫氣的密度比空氣小，所以集氣瓶中的進氣導(dǎo)管應(yīng)比出氣導(dǎo)管要短，C錯誤；D裝置合理。 8．下列實驗的試劑、裝置選用不合理的是(　　) 選項 實驗?zāi)康? 試劑 裝置 A 除去Cl2中少量的HCl、H2O 試劑a為飽和氯化鈉溶液 甲 B 除去H2中少量的CO2、H2O 試劑b為堿石灰 乙 C 除去NH3中少量H2O 試劑b為無水氯化鈣 乙 D 除去N2中少量的O2 足量的銅網(wǎng) 丙 解析：選C　A選項正確，甲裝置中飽和氯化鈉溶液可除去HCl，濃硫酸可除去H2O；B選項正確，干燥管中堿石灰的成分為生石灰與氫氧化鈉，可除去CO2和H2O；C選項錯誤，干燥管中的無水氯化鈣在除去水的同時也會吸收NH3生成絡(luò)合物；D選項正確，丙裝置中的銅網(wǎng)可除去O2。 9．如圖所示，A、B、C是實驗室常用的三種制取氣體的裝置。提供的藥品有：大理石、濃鹽酸、稀鹽酸、鋅粒、二氧化錳、氯化銨、熟石灰。現(xiàn)欲利用這些藥品分別制取NH3、Cl2、H2、CO2四種氣體，試回答下列問題： (1)選用A裝置可制取的氣體有________；選用B裝置可制取的氣體有________；選用C裝置可制取的氣體有________。 (2) 標(biāo)號①、②的儀器名稱分別為________、________。 (3)寫出制取氨氣的化學(xué)方程式：______________________________。若要獲得干燥氨氣，可選用下列干燥劑中的________(填序號)。 a．生石灰　　　B．濃硫酸　　　　c．五氧化二磷 解析：A裝置是固體或固體混合物加熱制取氣體的裝置，B裝置是液體與固體不加熱制取氣體的裝置，C裝置是液體與固體或液體與液體混合物加熱制取氣體的裝置。氨氣是堿性氣體，可用堿性干燥劑干燥，但不能用酸性干燥劑干燥。 答案：(1)NH3　H2、CO2　Cl2 (2)分液漏斗　圓底燒瓶 (3)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　a 10．氯氣是一種重要的化工原料，在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用十分廣泛。已知：2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，所以在實驗室可用高錳酸鉀固體和濃鹽酸制氯氣，實驗裝置圖如下圖所示。 (1)請為該實驗選擇合適的發(fā)生裝置______(填“A”或“B”)。 (2)要得到純凈、干燥的氯氣，在發(fā)生裝置和集氣瓶之間還需要放置如下圖中的________。 (3)當(dāng)集氣瓶中收集滿氯氣時，可以觀察到氣體呈______色。燒杯中所盛液體為________，其作用是__________________________。 解析：(1)由題知，該反應(yīng)制取氣體的類型為固體＋液體―→氣體；反應(yīng)不需加熱，故應(yīng)選擇B裝置。 (2)氯氣中可能混有HCl、H2O(g)，HCl用飽和NaCl溶液除去，H2O(g)用濃硫酸除去，要得到純凈、干燥的氯氣，應(yīng)先除去HCl，再除去H2O(g)。 (3)氯氣的顏色為黃綠色，燒杯中所盛液體為NaOH溶液，其作用是吸收多余的氯氣。 答案：(1)B　(2)D　(3)黃綠　NaOH溶液　吸收多余的氯氣 1．用向上排空氣法收集Cl2和HCl時，可以用于檢驗瓶中是否已經(jīng)充滿又可區(qū)別兩氣體的是(　　) A．濕潤的淀粉KI試紙 B．濕潤的藍色石蕊試紙 C．蘸有濃氨水的玻璃棒 D．濕潤的紅色石蕊試紙 解析：選B　A項，HCl與KI不反應(yīng)，故濕潤的淀粉KI試紙不能用于HCl的驗滿；B項，Cl2使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙先變紅后變白，HCl使其變紅，故符合題意；C項，Cl2、HCl遇濃氨水均有白煙，不能用于區(qū)別二者；D項，不能用于HCl的驗滿。 2．實驗室里可按如圖所示的裝置干燥、儲存氣體R，多余的氣體可用水吸收，則R是(　　) A．Cl2 B．HCl C．CO2 D．NH3 解析：選B　由圖中氣體收集方法可知此氣體的密度大于空氣，由吸收方法可知，此氣體極易溶于水，故是HCl氣體。 3．如下圖是一套實驗室制氣裝置，用于發(fā)生、干燥和收集氣體。下列各組物質(zhì)中能利用這套裝置制備氣體的是(　　) A．銅屑和濃硝酸 B．二氧化錳和濃鹽酸 C．硫化亞鐵和稀鹽酸 D．銅和稀硝酸 解析：選A　銅屑和濃硝酸反應(yīng)生成NO2氣體，可用圖示的濃硫酸干燥，又因NO2密度比空氣大且不與空氣反應(yīng)，可用圖示的向上排空氣法收集，A項正確；二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制Cl2需加熱，B項錯誤；硫化亞鐵和稀鹽酸制得的H2S易被濃H2SO4氧化，C項錯誤；銅和稀硝酸反應(yīng)生成的NO能與空氣中的O2反應(yīng)，不能利用圖示的排空氣法收集，D項錯誤。 4.如圖所示是氣體制取裝置，下列能用此裝置制取氣體并能“隨開隨用、隨關(guān)隨停”的是(　　) A．大理石和稀硫酸制取二氧化碳 B．鋅粒和稀硫酸制氫氣 C．濃鹽酸和二氧化錳制取氯氣 D．固體NH4Cl和消石灰制取氨氣 解析：選B　能用啟普發(fā)生器制取的氣體應(yīng)滿足的條件：塊狀固體和液體進行反應(yīng)，生成的氣體難溶于反應(yīng)液，反應(yīng)不需要加熱(反應(yīng)過程中不能有太大熱量變化，生成物除氣體外應(yīng)易溶于水)。大理石和稀硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶于水，附著在大理石的表面阻止反應(yīng)的進行，A項不合題意；濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)需要加熱，且MnO2為粉末狀固體，C項不合題意；固體NH4Cl和消石灰制取氨氣需要加熱，且氨氣易溶于水，D項不合題意。 5．下列裝置或操作能達到實驗?zāi)康牡氖?　　) 解析：選C　A中，由于氨氣的密度小于空氣的密度，用向下排空氣法收集是正確的，但集氣瓶瓶口不能密封(塞橡皮塞)，可塞一團疏松的棉花，目的是防止氣體對流，以收集到較純的氨氣；B中，洗氣時氣體應(yīng)長進短出；C中，通過觀察長頸漏斗中液面是否下降，可以檢查裝置的氣密性；D中，收集密度比空氣重的二氧化碳氣體用向上排空氣法，應(yīng)該為長管進氣，短管排出空氣。 6．用下列裝置(加熱及夾持儀器已略去)進行的實驗，不能達到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖?　　) A．利用裝置①可以驗證Na2O2與水的反應(yīng)是放熱反應(yīng) B．裝置②可用于收集H2、CO2、Cl2、HCl、NO2 C．利用裝置③制取SO2，并驗證其還原性 D．利用裝置④驗證KHCO3和K2CO3的熱穩(wěn)定性，X中應(yīng)放的物質(zhì)是K2CO3 解析：選D　若右邊燒杯中有氣泡產(chǎn)生，則說明Na2O2與水的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A項能達到實驗?zāi)康?；收集氣體時若氣體密度大于空氣密度，則b口進a口出，若氣體密度小于空氣密度，則a口進b口出，B項能達到實驗?zāi)康模淮笤嚬苤蠧u與濃硫酸反應(yīng)生成SO2氣體，若小試管中酸性KMnO4溶液退色，則證明SO2具有還原性，C項能達到實驗?zāi)康?；X中應(yīng)放的物質(zhì)是KHCO3，D項不能達到實驗?zāi)康摹? 7．實驗室用下列儀器和藥品制取干燥純凈的氯氣。 (1)按氣流從左到右，裝置正確的連接為(　　)接(　　)接(　　)接(　　)接(　　)接(　　)接(　　)接(　　)(填各接口字母)。 (2)裝置E的作用是______________________________________________， 裝置D的作用是__________________________________________________。 (3)裝置A和D中反應(yīng)的化學(xué)方程式： A________________________________________________________________________； D________________________________________________________________________。 (4)某?；瘜W(xué)興趣小組稱取8.7 g 二氧化錳與足量10 molL－1的濃鹽酸反應(yīng)，理論上可制得氯氣的體積(標(biāo)準狀況)V1＝________ L。 (5)若該小組量取了10 molL－1的濃鹽酸40 mL，與足量的二氧化錳反應(yīng)，理論上產(chǎn)生氯氣的體積為V2(標(biāo)準狀況)，則V1__________V2(填“>”“<”或“＝”)，原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：儀器的連接應(yīng)按照制備、凈化、收集、尾氣吸收的順序；E的作用是除氯化氫雜質(zhì)，裝置D只有一段導(dǎo)氣管，是尾氣吸收裝置，內(nèi)裝氫氧化鈉溶液；8.7 g二氧化錳物質(zhì)的量為0.1 mol，MnO2與鹽酸完全反應(yīng)可產(chǎn)生0.1 mol氯氣，體積為2.24 L；10 molL－1的濃鹽酸40 mL，其中氯化氫的物質(zhì)的量為0.4 mol，若0.4 mol氯化氫與足量MnO2完全反應(yīng)也可產(chǎn)生0.1 mol氯氣，但濃鹽酸在反應(yīng)過程中會逐漸變稀，其中的0.4 mol氯化氫不能完全反應(yīng)，產(chǎn)生的氯氣少于0.1 mol，所以V1>V2。 答案：(1)a　f　h　b　c　e　d　g (2)除掉氯氣中混有的HCl　吸收多余的氯氣 (3)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O　(4)2.24 (5)>　隨著反應(yīng)的進行，鹽酸濃度減小，稀鹽酸不與MnO2反應(yīng)，反應(yīng)不再進行 8．實驗室常見的幾種氣體發(fā)生裝置如圖A、B、C所示： 圖1 (1)實驗室可以用B或C裝置制取氨氣，如果用C裝置，通常使用的藥品是________________；檢查C裝置氣密性的操作方法是_____________________________ ________________________________________________________________________。 (2)氣體的性質(zhì)是選擇氣體收集方法的主要依據(jù)。下列氣體的性質(zhì)與收集方法無關(guān)的是________(填序號，下同)。 ①密度　②顏色?、廴芙庑浴、軣岱€(wěn)定性　⑤是否與氧氣反應(yīng) (3)下圖是某學(xué)生設(shè)計收集氣體的幾種裝置，其中不可行的是________。 圖2 (4)若用圖1中的A裝置與D裝置相連制取收集X氣體，則X可能是下列氣體中的________； ①CO2?、贜O?、跜l2?、蹾2 其中在D裝置中連接小燒杯的目的是______________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)濃氨水和氧化鈣(或堿石灰、固體氫氧化鈉等)　連接一根導(dǎo)管，將導(dǎo)管通入水槽中，關(guān)閉分液漏斗的活塞，用手捂或酒精燈微熱圓底燒瓶底部，如果導(dǎo)管口處有氣泡產(chǎn)生，松開手或停止加熱后，在導(dǎo)管里形成一段水柱，說明C裝置氣密性良好 (2)②④　(3)BC　(4)③　吸收尾氣，防止污染空氣 第2課時 化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量 [課標(biāo)要求] 1．了解原電池的構(gòu)成和工作原理。 2．知道構(gòu)成原電池的條件。 3．了解化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化以及化學(xué)反應(yīng)的其他應(yīng)用。 4．了解常見的化學(xué)電源。 1．原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。 2．原電池的構(gòu)成條件： (1)相對活潑性不同的兩個電極。 (2)電解質(zhì)溶液。 (3)形成閉合回路。 (4)能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。 3．原電池工作原理口訣： 原電池分兩極；負極氧化正極還原； 電子由負流向正；離子陽正陰向負。 4．原電池正、負極的判斷： 化合價升高→失去電子→發(fā)生氧化反應(yīng)→負極； 化合價降低→得到電子→發(fā)生還原反應(yīng)→正極。 1．化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮? (1)化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是舊化學(xué)鍵斷裂、新化學(xué)鍵形成，當(dāng)形成新化學(xué)鍵所釋放的能量大于斷裂舊化學(xué)鍵所吸收的能量時，化學(xué)反應(yīng)會釋放能量。 (2)放熱反應(yīng)：一些化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的能量以熱能的形式釋放出來，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。 (3)吸熱反應(yīng)：一些化學(xué)反應(yīng)需要不斷地吸收熱能來維持反應(yīng)的進行，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。 2．化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 (1)人們利用電池通過氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋? (2)電能也可轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，如：電解飽和食鹽水。 3．化學(xué)能與光能的轉(zhuǎn)化 (1)物質(zhì)燃燒時發(fā)光就是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽堋? (2)綠色植物光合作用是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。 4．化學(xué)反應(yīng)在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用 (1)確定物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)。 (2)測定物質(zhì)有關(guān)組分的含量。 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)煤燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過程(√) (2)水電站把機械能轉(zhuǎn)化為電能，而核電站把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能() (3)植物通過光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖是太陽能轉(zhuǎn)變成熱能的過程() (4)動物體內(nèi)葡萄糖被氧化成CO2是熱能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過程() (5)利用太陽能在催化劑參與下分解水制氫是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的綠色方法(√) 2．下列有關(guān)說法中正確的是(　　) A．能量的轉(zhuǎn)化是相互的 B．物質(zhì)在氧氣中燃燒時，化學(xué)能只轉(zhuǎn)化為光能 C．植物的光合作用是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為生物能 D．舊化學(xué)鍵斷裂所放出的能量大于形成新化學(xué)鍵吸收的能量時，反應(yīng)放熱 解析：選A　物質(zhì)燃燒時，化學(xué)能不僅轉(zhuǎn)化為光能，也轉(zhuǎn)化為熱能，故B項錯誤；光合作用是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故C項錯誤；舊化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量，形成新化學(xué)鍵釋放能量，故D項錯誤；能量的轉(zhuǎn)化是相互的，如電能可轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，化學(xué)能也可轉(zhuǎn)化為電能，熱能可轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，化學(xué)能也可轉(zhuǎn)化為熱能等，故A項正確。 1．實驗探究——原電池工作原理 裝置 現(xiàn)象 銅片上有氣泡產(chǎn)生，鋅片不斷溶解，燈泡發(fā)亮 結(jié)論 導(dǎo)線中有電流通過，化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 解釋 當(dāng)銅片與鋅片一同浸入稀硫酸時： ①鋅原子失去電子被氧化為Zn2＋進入溶液 ②電子由鋅片通過導(dǎo)線流向銅片 ③溶液中的H＋從銅片上獲得電子被還原為氫氣而逸出，電子在導(dǎo)線上做定向移動，形成電流 2．原電池 (1)定義：利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 (2)構(gòu)成條件 ①相對活潑的金屬做負極，相對不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬做正極；②插入電解質(zhì)溶液中；③用導(dǎo)線連接構(gòu)成閉合回路；④能自發(fā)地放出能量的氧化還原反應(yīng)。 (3)工作原理(以Cu－Zn原電池為例) 3．常見電池 (1)干電池：又稱一次電池，如鋅錳干電池。 (2)蓄電池：又稱二次電池，如鉛蓄電池。 (3)燃料電池：能量轉(zhuǎn)化率高，無污染。 1．所有氧化還原反應(yīng)都能設(shè)計成原電池嗎？ 提示：不能。能自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計成原電池。 2．鋅與稀硫酸反應(yīng)時，若滴入幾滴硫酸銅溶液，化學(xué)反應(yīng)速率會加快，試分析其原因是什么？ 提示：滴加硫酸銅溶液后會有少量鋅與硫酸銅反應(yīng)置換出銅。銅、鋅與稀硫酸之間形成原電池，從而加快鋅與稀硫酸的反應(yīng)。 1．原電池原理的應(yīng)用 (1)加快氧化還原反應(yīng)的速率：實驗室用Zn和稀硫酸(或稀鹽酸)反應(yīng)制H2，常用粗鋅，它產(chǎn)生H2的速率快。原因是粗鋅中的雜質(zhì)和鋅、稀硫酸(或稀鹽酸)形成原電池，加快了鋅的腐蝕，使產(chǎn)生H2的速率加快。 (2)比較金屬的活動性強弱：有兩種金屬A和B，用導(dǎo)線連接后插入到稀硫酸中，觀察到A極溶解，B極上有氣泡產(chǎn)生，根據(jù)電極現(xiàn)象判斷出A是負極，B是正極；通常情況下，由原電池原理可知，金屬活動性A>B，則原電池中，活動性強的金屬為負極，活動性弱的金屬為正極。 (3)設(shè)計原電池：利用Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2的氧化還原反應(yīng)可設(shè)計成原電池，該原電池的電極反應(yīng)式為 負極(Cu)：Cu－2e－===Cu2＋(氧化反應(yīng))， 正極(C)：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋(還原反應(yīng))。 (4)金屬腐蝕防護：在輪船外殼上鑲嵌鋅塊，在海水中形成原電池，鋅作負極失去電子，保護鐵不被腐蝕。 2．原電池正負極的判斷 [特別提醒] 在判斷原電池正、負極時，不要只根據(jù)金屬活潑性強弱，還要考慮電解質(zhì)溶液，如Mg—Al和NaOH溶液構(gòu)成原電池，Al作負極而鎂作正極，Al—Cu和濃HNO3構(gòu)成原電池，Cu作負極而Al作正極。 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)原電池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置() (2)任何化學(xué)反應(yīng)都能設(shè)計成原電池() (3)原電池工作時，電子通過電解質(zhì)溶液流向正極() (4)原電池工作時，負極發(fā)生氧化反應(yīng)(√) (5)蓄電池是常見的一次電池() 2．有A、B、C、D四塊金屬片，進行如下實驗：①A、B用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀H2SO4中，A極為負極；②C、D用導(dǎo)線相連后，同時浸入稀H2SO4中，電流由D→導(dǎo)線→C；③A、C相連后，同時浸入稀H2SO4中，C極產(chǎn)生大量氣泡；④B、D相連后，同時浸入稀H2SO4中，D極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此，判斷四種金屬的活動性順序是(　　) A．A>B>C>D　　　　　　 B．A>C>D>B C．C>A>B>D D．B>D>C>A 解析：選B　金屬與稀H2SO4組成原電池，活潑金屬為負極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，較不活潑的金屬為正極，H＋在正極表面得到電子生成H2；導(dǎo)線中電子運動方向由負極→正極，電流方向則由正極→負極。在題述原電池中，A、B作電極的原電池中，A為負極，金屬的活動性順序為A>B；C、D作電極的原電池中，C為負極，金屬的活動性順序為C>D；A、C作電極的原電池中，A為負極，金屬的活動性順序為A>C；B、D作電極的原電池中，D為負極，金屬的活動性順序為D>B。綜上可知，金屬的活動性順序為A>C>D>B。 3．某原電池的離子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，該原電池正確的組成是(　　) 選項 正極 負極 電解質(zhì)溶液 A Cu Zn HCl B Zn Cu CuSO4 C Cu Zn CuSO4 D Cu Zn ZnCl2 解析：選C　離子方程式中Zn失電子生成Zn2＋，故Zn為負極。Cu2＋得電子生成Cu，故含Cu2＋的溶液為電解質(zhì)溶液。 [三級訓(xùn)練節(jié)節(jié)過關(guān)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．下圖各裝置中，溶液均為稀硫酸，不能構(gòu)成原電池的是(　　) 解析：選D　由構(gòu)成原電池的條件知，D項不能形成閉合回路，不能構(gòu)成原電池。 2．下列各組材料中，不能組成原電池的是(　　) 選項 A B C D 兩極 材料 Zn片、 石墨 Cu片、 Ag片 Zn片、 Cu片 Fe片、 Cu片 插入溶液 H2SO4溶液 AgNO3溶液 蔗糖溶液 稀鹽酸 解析：選C　C項中蔗糖是非電解質(zhì)，不能組成原電池。 3.如圖是生活中常用的鋅錳干電池的示意圖，下列有關(guān)說法中不正確的是(　　) A．電池內(nèi)部含有電解質(zhì) B．鋅是負極，石墨棒是正極 C．電池用完后可埋入土壤 D．鋅錳干電池是一次性電池 解析：選C　用完的電池埋入土壤中易造成土壤污染以及地下水污染。 4.某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計如圖裝置。下列敘述不正確的是(　　) A．a(chǎn)和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出 B．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2＋＋2e－===Cu C．無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液均從藍色逐漸變成淺綠色 D．a(chǎn)和b用導(dǎo)線連接時，鐵片做正極 解析：選D　a、b不連接，未形成原電池，Cu2＋與Fe在接觸面上直接反應(yīng)，A項正確；a、b用導(dǎo)線連接，銅片為正極，Cu2＋在該電極上得電子，鐵片為負極，B項正確，D項錯誤；a、b連接與否，溶液中的Cu2＋均得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Cu，F(xiàn)e均失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2＋，故溶液均從藍色逐漸變成淺綠色，C項正確。 5．分別按圖甲、乙所示裝置進行實驗，兩個燒杯里的溶液為同濃度的稀硫酸，甲中A為電流表。請回答下列問題： (1)下列敘述正確的是__________。 A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生 B．甲中銅片作正極，乙中銅片作負極 C．兩燒杯中溶液的H＋濃度均減小 D．甲產(chǎn)生氣泡的速率比乙的慢 (2)甲裝置中的能量轉(zhuǎn)化形式：______能轉(zhuǎn)化為________能，乙裝置中的能量轉(zhuǎn)化形式：______能轉(zhuǎn)化為________能。 (3)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)甲裝置中不僅銅片上有氣泡產(chǎn)生，且鋅片上也產(chǎn)生了氣泡，原因可能是________________________________________________________________________。 (4)在甲裝置中，若把稀硫酸換成CuSO4溶液，試寫出銅電極的電極反應(yīng)__________。 解析：(1)甲裝置為原電池，乙中Zn與稀硫酸接觸反應(yīng)；甲裝置中銅片作正極，H＋在銅片上得電子被還原為H2，形成原電池后產(chǎn)生氣泡的速率比乙裝置中產(chǎn)生氣泡的速率快；隨著兩燒杯溶液中H＋不斷被消耗，溶液中的H＋濃度均減小。(2)甲裝置中，鋅、銅及稀硫酸形成原電池，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，乙裝置主要是鋅與稀硫酸反應(yīng)，該反應(yīng)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。(3)鋅片上產(chǎn)生氣體，原因可能是鋅片不純，鋅與雜質(zhì)形成原電池。(4)若將稀硫酸換成CuSO4溶液，則銅片上會析出Cu。 答案：(1)C　(2)化學(xué)　電　化學(xué)　熱　(3)鋅片不純，鋅與雜質(zhì)形成原電池　(4)Cu2＋＋2e－===Cu 1．下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的認識不正確的是(　　) A．綠色植物的光合作用是將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能 B．煤燃燒時化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎凸饽? C．原電池工作時，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? D．白熾燈工作時，電能全部轉(zhuǎn)變成光能 解析：選D　白熾燈工作時，還有熱能放出。 2．某活動小組設(shè)計原電池裝置，你認為設(shè)計合理的是(　　) 解析：選B　由原電池的構(gòu)成條件可知，A項中兩個電極材料相同，不能形成原電池；C項中沒有形成閉合回路，不能形成原電池；D項中酒精為非電解質(zhì)，也不能形成原電池；Fe與CuSO4溶液能反應(yīng)。 3．一個原電池總反應(yīng)為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，該電池材料及電解質(zhì)溶液可能是(　　) 選項 正極 負極 電解質(zhì)溶液 A Zn Cu CuCl2 B Cu Zn H2SO4 C Cu Zn CuSO4 D Ag Cu CuSO4 解析：選C　原電池總反應(yīng)為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，可得出其負極反應(yīng)：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反應(yīng))，正極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－===Cu(還原反應(yīng))，因此負極材料只能是Zn。正極為Cu2＋得電子還原成銅，電解質(zhì)應(yīng)為可溶性銅鹽，正極材料為活潑性比Zn弱的Cu、Fe(或C、Pt)等。 4.如圖是Zn和Cu形成的原電池，某實驗興趣小組做完實驗后，在讀書卡片上記下結(jié)論，其中正確的一組是(　　) ①Zn為正極，Cu為負極； ②電子是由Zn經(jīng)外電路流向Cu； ③Cu極上有H2產(chǎn)生； ④正極的電極反應(yīng)式為Zn－2e－=== Zn2＋。 A．①②　　　　　　　　 B．②③ C．③④ D．①④ 解析：選B　在該原電池中，Zn比Cu活潑，故Zn做負極，Cu做正極，負極反應(yīng)為Zn－2e－=== Zn2＋，正極反應(yīng)為2H＋＋2e－=== H2↑，故①④錯誤，②③正確。 5．某原電池的電池反應(yīng)為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，與此電池反應(yīng)不符合的原電池是(　　) A．銅片、鐵片、FeCl3溶液組成的原電池 B．石墨、鐵片、Fe(NO3)3溶液組成的原電池 C．鐵片、鋅片、Fe2(SO4)3溶液組成的原電池 D．銀片、鐵片、Fe(NO3)3溶液組成的原電池 解析：選C　由原電池的電池反應(yīng)可知，該原電池中，F(xiàn)e為負極，比Fe不活潑的金屬或非金屬作正極，含F(xiàn)e3＋的溶液為電解質(zhì)溶液。 6．分析如圖所示的四個原電池裝置，其中結(jié)論正確的是(　　) A．①②中Mg作為負極，③④中Fe作為負極 B．②中Mg作為正極，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ C．③中Fe作為負極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作為正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑ 解析：選B　Mg比Al活潑，在①中Mg作負極，但在NaOH溶液中，Mg不反應(yīng)，而Al可以反應(yīng)，故②中Al是負極。在濃硝酸中鐵會鈍化，故Cu為負極，F(xiàn)e為正極。在④中由于不斷向Cu極附近通入空氣，而O2比溶液中的H＋得電子能力強，故Fe失去電子，在Cu極O2得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 7．Mg—AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應(yīng)方程式為2AgCl＋ Mg===Mg2＋＋ 2Ag ＋2Cl－。有關(guān)該電池的說法正確的是(　　) A．Mg為電池的正極 B．負極反應(yīng)為AgCl＋e－===Ag＋Cl－ C．不能被KCl 溶液激活 D．可用于海上應(yīng)急照明供電 解析：選D　根據(jù)氧化還原判斷，Mg為還原劑是負極、失電子，所以A、B都錯誤，電解質(zhì)溶液可用KCl 溶液代替，C錯誤。 8．有a、b、c、d四種金屬電極，有關(guān)實驗裝置及部分實驗現(xiàn)象如下： 實驗裝置 部分實驗現(xiàn)象 a極質(zhì)量減小b極質(zhì)量增大 b極有氣泡產(chǎn)生，c極無變化 d極溶解，c極有氣泡產(chǎn)生 電流從a極流向d極 由此可判斷這四種金屬的活動性由大到小的順序為(　　) A．a(chǎn)>b>c>d B．b>c>d>a C．d>a>b>c D．a(chǎn)>b>d>c 解析：選C　根據(jù)原電池原理可知，負極金屬的活動性大于正極金屬的活動性，故只要判斷出原電池的正負極就可以比較兩種金屬的活動性。裝置一是原電池，a極質(zhì)量減小，說明a極金屬失電子形成陽離子，發(fā)生氧化反應(yīng)作負極，故a極金屬比b極金屬活潑；裝置二沒有形成原電池，由b極有氣泡產(chǎn)生，c極無變化可知，b比c活潑，且c位于金屬活動性順序表中氫的后面；裝置三和四均形成原電池，易知d比c活潑，d比a活潑。因此這四種金屬的活動性由大到小的順序為d>a>b>c。 9．寫出下列原電池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的化學(xué)(離子)方程式。 負極 正極 電解質(zhì)溶液 (1) 鐵 銅 稀硫酸 (2) 銅 銀 硝酸銀溶液 (3) H2 O2 KOH溶液 (1)負極：______________；正極：___________________________________________； 總反應(yīng)式：___________________________________________________________。 (2)負極：______________；正極：___________________________________________； 總反應(yīng)式：___________________________________________。 (3)負極：______________；正極：________________________________________； 總反應(yīng)式：__________________________________________________________。 解析：(1)FeCuH2SO4構(gòu)成的原電池中，F(xiàn)e作負極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋；Cu作正極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑。 (2)CuAgAgNO3構(gòu)成的原電池中，Cu作負極，電極反應(yīng)式為Cu－2e－===Cu2＋；Ag作正極，電極反應(yīng)式為Ag＋＋e－===Ag。 (3)氫氧燃料電池中，通入H2的一極為負極，電極反應(yīng)式為H2＋2OH－－2e－===2H2O，通入O2的一極為正極，電極反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－。 答案：(1)Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ (2)Cu－2e－===Cu2＋　2Ag＋＋2e－===2Ag Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag (3)2H2＋4OH－－4e－===4H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－　2H2＋O2===2H2O 10.如圖所示，(1)在銀圈和鐵圈(用細塑料棒連接)的連接處吊著一個絕緣的細絲，使之平衡，然后小心地在燒杯中央滴入CuSO4溶液。 ①片刻后可觀察到的現(xiàn)象是______________________________； ②產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是_________________________________________。 (2)將(1)中細塑料棒取下，使兩環(huán)靠在一起，連接處吊著一個絕緣的細絲，調(diào)整圈的大小，使之平衡，然后小心地在燒杯中央滴入CuSO4溶液。 ①片刻后可觀察到的現(xiàn)象是_________________________________________； ②其原因是______________________________________________。 (3)在下列方框內(nèi)繪出以Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋為原理的原電池，并注明兩極、電解質(zhì)溶液及電子的流向。 解析：(1)Fe圈與CuSO4溶液置換出銅并存于鐵圈上，每溶解56 g鐵，則析出64 g銅，鐵圈質(zhì)量增加，而銀圈不反應(yīng)，質(zhì)量不變，故可觀察到鐵圈下沉，銀圈上浮。 (2)二者連接形成原電池，鐵為負極溶解質(zhì)量減小，Ag上析出銅，質(zhì)量增加，則Fe圈上浮，Ag圈下沉。 (3)以鐵作負極、Ag或C作正極，含Cu2＋的可溶性鹽作電解質(zhì)溶液。 答案：(1)①鐵圈下沉，銀圈上浮 ②Fe與CuSO4反應(yīng)析出銅，使鐵圈的質(zhì)量增加，而Ag圈不變 (2)①鐵圈上浮，銀圈下沉 ②鐵、銀與CuSO4溶液形成原電池，鐵為負極溶解，質(zhì)量減小，Ag為正極，析出銅，質(zhì)量增加 (3) 1．下列燒杯中盛放的都是稀硫酸，在銅電極上能產(chǎn)生氣泡的是(　　) 解析：選A　銅與稀硫酸不反應(yīng)，若在銅電極上產(chǎn)生氣泡，須構(gòu)成原電池，且銅做正極，比銅活潑的金屬做負極。 2．下列有關(guān)電池的說法不正確的是(　　) A．手機上用的鋰離子電池屬于二次電池 B．銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極 C．甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 D．鋅錳干電池中，鋅電極是負極 解析：選B　鋰離子電池可以充電，再次使用，屬于二次電池，A項正確；銅鋅原電池中銅為正極，故電流由銅流向鋅，而電子是由鋅流向銅，B項錯誤；電池的實質(zhì)即是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，C項正確；Zn失去電子生成Zn2＋，故作為負極，D項正確。 3．某原電池反應(yīng)的離子方程式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，則下列說法正確的是(　　) A．HNO3為電解質(zhì)溶液 B．鋅為原電池正極 C．鐵極質(zhì)量不變 D．銅為原電池正極 解析：選D　由原電池反應(yīng)可知，負極應(yīng)為鐵，正極為比鐵活動性差的電極，電解質(zhì)溶液應(yīng)為非氧化性酸。HNO3為電解質(zhì)溶液，被還原的不是H＋而是NO，還原產(chǎn)物是NO而不是H2，A錯；鋅比鐵活潑，正極不能是鋅，B錯；鐵為負極，電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，鐵極質(zhì)量減小，C錯；銅不如鐵活潑，可以作正極，D正確。 4．研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不正確的是(　　) A．水既是氧化劑又是溶劑 B．放電時正極上有氫氣生成 C．放電時OH－向正極移動 D．總反應(yīng)為2Li ＋2H2O===2LiOH＋H2↑ 解析：選C　原電池放電時，OH－向負極移動，C項錯誤；由電池的名稱“鋰水電池”可推測其總反應(yīng)：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，據(jù)此可寫出其電極反應(yīng)：(負極)2Li－2e－===2Li＋，(正極)2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，綜上所述，A、B、D項均正確。 5．根據(jù)下列事實： ①X＋Y2＋===X2＋＋Y； ②Z＋2H2O(冷)===Z(OH)2＋H2↑； ③Z2＋氧化性比X2＋弱； ④由Y、W電極組成的電池，電極反應(yīng)為W2＋＋2e－===W、Y－2e－===Y2＋。 可知X、Y、Z、W的還原性由強到弱的順序為(　　) A．X>Z>Y>W　　　　　 B．Z>W>X>Y C．Z>Y>X>W D．Z>X>Y>W 解析：選D　由①得還原性：X>Y；由②知單質(zhì)Z能與冷水反應(yīng)，Z為活潑的金屬單質(zhì)；由③得還原性：Z>X；由④得還原性：Y>W，則有還原性Z>X>Y>W。 6．對于鋁、銅和稀硫酸組成的原電池(如圖)，下列有關(guān)說法正確的是(　　) ①Al是負極?、贑u是正極?、圬摌O：Al－3e－===Al3＋ ④正極：Cu2＋＋2e－===Cu A．僅①② B．僅①②③ C．僅②③④ D．①②③④ 解析：選B　Al的金屬性比Cu活潑，在電解質(zhì)溶液稀H2SO4的作用下形成原電池，Al為負極，發(fā)生Al－3e－===Al3＋；Cu為正極，發(fā)生2H＋＋2e－===H2↑。 7．等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b，分別加入過量的稀硫酸中，同時向a中加入少量的CuSO4溶液，如圖表示產(chǎn)生H2的體積(V)與時間(t)的關(guān)系，其中正確的是(　　) 解析：選D　a和b中，均有反應(yīng)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，Zn的質(zhì)量相等，都是H2SO4過量。但a中還有反應(yīng)Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，并且生成的Cu和剩余的Zn在稀硫酸中形成了原電池。由于a中的反應(yīng)Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu消耗了一部分Zn，故生成H2的體積小，由于a中通過原電池反應(yīng)生成H2，故生成H2的速率大。 8．①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時，外電路電流從②流向①；①③相連時，③為正極；②④相連時，②上有氣泡逸出；③④相連時，③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是(　　) A．①③②④ B．①③④② C．③④②① D．③①②④ 解析：選B　由①②相連時電流方向知活動性：①＞②；由①③相連時③為正極知活動性：①＞③；由②④相連②上有氣泡知活動性：④＞②；由③④相連時③質(zhì)量減少知活動性：③＞④，綜合分析知活動性：①＞③＞④＞②。 9．某化學(xué)興趣小組為了探究鋁電極在電池中的作用，設(shè)計并進行了以下一系列實驗，實驗結(jié)果記錄如下。 編號 電極材料 電解質(zhì)溶液 電流表指針偏轉(zhuǎn)方向 1 Mg、Al 稀鹽酸 偏向Al 2 Al、Cu 稀鹽酸 偏向Cu 3 Al、C(石墨) 稀鹽酸 偏向石墨 4 Mg、Al 氫氧化鈉溶液 偏向Mg 5 Al、Zn 濃硝酸 偏向Al 試根據(jù)表中的實驗現(xiàn)象回答下列問題： (1)實驗1、2中Al所作的電極(正極或負極)________(填“相同”或“不相同”)。 (2)根據(jù)實驗3完成下列填空： ①Al作________極，電極反應(yīng)：__________________________________________；