《2025年资源与评价黑龙江教育出版社高中化学必修第二册人教版》

2. 原电池实验
按如图所示的装置实验，记录实验现象并解释原因。

答案： 溶解　不　无色气泡　偏转　失去　铜片表面　H⁺　电子　H₂　溶解　无色气泡　偏转　失去　石墨棒表面　H⁺　电子　H₂　不溶解　不偏转　H₂　不能　没有

1. 根据以上实验，说明原电池的工作原理和构成要素。
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答案：
(1)工作原理:负极失去电子发生氧化反应，电子通过导线流入正极，溶液中的离子在正极上得到电子发生还原反应。
(2)构成要素:①化学反应:自发进行的氧化还原反应。
②装置条件:a.活泼性不同的电极，b.电解质溶液，c.形成闭合回路。

2. 指出原电池实验中铜锌原电池的电极名称，并写出电极反应和电池总反应。
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答案： Zn:负极,Zn - 2e⁻ = Zn²⁺;
Cu:正极,2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑;
电池总反应:Zn + 2H⁺ = Zn²⁺ + H₂↑。

3. 在原电池实验中，若锌片、铜片接触，插入硫酸溶液，能否观察到电流?
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答案： 不能。

4. 将原电池实验中锌—石墨原电池中的锌片换成铁片，能否形成电流？若能产生电流，写出电极反应和电池总反应。
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答案： 能产生电流。
负极:Fe - 2e⁻ = Fe²⁺;
正极:2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑;
电池总反应:Fe + 2H⁺ = Fe²⁺ + H₂↑。

1. 某小组为研究原电池原理，设计了如图所示装置。下列叙述正确的是（ ）

| |A.a和b不连接时，铁片上会有H₂产生|
| |B.a和b用导线连接时，铁片上发生的反应为Cu²⁺+2e⁻=Cu|
| |C.a和b用导线连接时，电子由a流向b|
| |D.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色|

答案： D

2. Ⅰ.现有两个反应：
a.NaOH+HCl=NaCl+H₂O
b.Cu+2Ag⁺=2Ag+Cu²⁺
（1）根据两反应本质，判断它们能否设计成原电池：______________________________。
如果不能，说明其原因：____________________。
（2）如果可以，则写出正、负极材料，电极反应式及反应类型（“氧化反应”或“还原反应”），电解质溶液名称。
负极：________，________________，______。
正极：________，________________，______。
电解质溶液：__________________________。
Ⅱ.常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO₃中组成原电池（图1），测得原电池的电流强度（I）随时间（t）的变化如图2所示。反应过程中有红棕色气体产生。
|
O～t₁时，原电池的负极是Al片，此时，正极的电极反应式是____________________________，溶液中的H⁺向________移动；t₁时，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是____________。

答案： Ⅰ.
(1)a不能，b可以　a是非氧化还原反应，没有电子转移
(2)Cu　Cu - 2e⁻ = Cu²⁺　氧化反应　石墨棒(或Ag、铂、金等,任选一种)　2Ag⁺ + 2e⁻ = 2Ag　还原反应　硝酸银溶液
Ⅱ.2H⁺ + NO₃⁻ + e⁻ = NO₂↑ + H₂O　正极　Al在浓硝酸中发生钝化，形成的氧化膜阻止了Al进一步反应
解析　Ⅰ.
(1)能设计成原电池的化学反应必须是自发进行的氧化还原反应，否则不能设计成原电池。
(2)根据Cu + 2Ag⁺ = 2Ag + Cu²⁺可知，Cu应为负极，失电子被氧化，正极可为石墨棒、Ag等，正极上Ag⁺得电子生成Ag，电解质溶液为AgNO₃溶液。
Ⅱ.正极上NO₃⁻得电子发生还原反应，故电极反应式为2H⁺ + NO₃⁻ + e⁻ = NO₂↑ + H₂O;由图2可知t₁时刻电流方向改变，说明原电池的正、负极发生变化，Al因为在浓硝酸中发生钝化不再进一步反应，则t₁时刻后Cu片与浓HNO₃反应，Cu片作负极，Al片作正极。