《2025年三维随堂精练高中化学必修第二册人教版》

6. 我国航天事业在世界领先，载人飞船中用到的主要是氢氧燃料电池。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是（ ）
A. 氢氧燃料电池需要点燃引发才能正常工作
B. 若电解质溶液为稀硫酸，正极反应式为O₂ + 2H₂O + 4e⁻ = 4OH⁻
C. 若电解质溶液为氢氧化钠溶液，电池工作时OH⁻向正极移动
D. 电解质为高温熔融碳酸盐时，正极反应物为O₂和CO₂，可实现碳中和

答案： D [A项，氢氧燃料电池是将化学能直接转化为电能的装置，不需要点燃；B项，若电解质溶液为稀硫酸，正极发生还原反应，电极反应式为$O_2 + 4e^- + 4H^+ = 2H_2O$；C项，若电解质溶液为氢氧化钠溶液，电池工作时阴离子向负极移动，即电池工作时$OH^-$向负极移动；D项，电解质为高温熔融碳酸盐时，负极发生反应：$2H_2 + 2CO_3^{2-} - 4e^- = 2H_2O + 2CO_2$，正极发生的反应为$O_2 + 2CO_2 + 4e^- = 2CO_3^{2-}$，转移电子数相同的情况下生成和消耗的二氧化碳相等，可以实现碳中和。]

7. 【实验目的】利用所学知识，设计原电池装置。
【实验用品】电极：镁条、铜片、铁片等。
【电解质】果汁（橙汁、苹果汁、柠檬汁等）。
【其他】导线、金属夹、发光二极管、500 mL烧杯。
【实验方案】①Cu - Mg原电池，电解质溶液为橙汁；
②Cu - Fe原电池，电解质溶液为苹果汁；
③Fe - Mg原电池，电解质溶液为柠檬汁。
【实验操作】用导线分别将三种方案中的金属片连接到金属夹上，分别将金属片两两插入到盛有果汁的三个500 mL的烧杯中，将发光二极管两端分别接在三种方案中金属活动性不同的金属夹上。观察现象，连接方式如图所示。

【实验现象】三种方案中发光二极管均发光。
【实验结论】原电池把化学能转变为电能。
回答问题：
（1）连接装置时活泼金属接二极管的______极上，较不活泼金属接二极管的______极上。
（2）在方案①②中铜作电极情况：______。
（3）在方案①③中镁作电极情况：______。
（4）在方案②③中铁作电极情况：______。
（5）在方案③中负极反应为______，正极反应为______，总电池反应方程式为______。

答案： 解析：在原电池中较活泼金属作负极(连接二极管的负极)，较不活泼金属作正极(连接二极管的正极)。因金属活动性：$Mg＞Fe＞Cu$，故方案①②中$Cu$均作正极，①③中$Mg$均作负极，方案②中铁作负极，方案③中铁作正极。在方案③中负极反应为：$Mg - 2e^- = Mg^{2+}$，正极反应为：$2H^+ + 2e^- = H_2↑$，总电池反应方程式为：$Mg + 2H^+ = Mg^{2+} + H_2↑$。 答案：
(1)负，正
(2)$Cu$均作正极
(3)镁均作负极
(4)方案②中铁作负极，方案③中铁作正极
(5)$Mg - 2e^- = Mg^{2+}$，$2H^+ + 2e^- = H_2↑$，$Mg + 2H^+ = Mg^{2+} + H_2↑$