某小組通過觀察電流表的指針偏轉探究電極上發生的氧化還原反應。

(1)連接裝置(如圖Ⅰ所示),斷開開關K時,將鐵片和銅片同時插入稀硫酸中,Fe表面產生大量無色氣泡,Cu表面無明顯變化;閉合開關K,電流表指針向右偏轉,Fe和Cu表面均產生大量無色氣泡。
①欲驗證鐵電極發生氧化反應的產物,實驗操作和現象是 取鐵電極附近溶液少許于試管中,加入鐵氰化鉀溶液,產出藍色沉淀取鐵電極附近溶液少許于試管中,加入鐵氰化鉀溶液,產出藍色沉淀。
②分別用化學用語表示Fe和Cu表面均產生無色氣泡的原因:Fe+2H+=Fe2++H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑; 2H++2e-=H2↑2H++2e-=H2↑。
(2)該小組同學將(1)中裝置的稀硫酸換成濃硝酸,兩極均產生大量紅棕色氣體。改進實驗裝置(如圖II所示),閉合開關K后,將鐵電極快速插入濃硝酸中,觀察到指針快速向右偏轉,約2秒后指針緩緩向左偏轉,并在一段時間內電流表示數幾乎不變。
①銅與濃硝酸反應的離子方程式為 Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2OCu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O。
②閉合開關K后,將鐵電極快速插入濃硝酸中,觀察到指針快速向右偏轉的原因是 形成原電池,Fe比Cu相對活潑失電子做負極,銅片作正極,發生還原反應,電極反應式為Cu2++2e-=Cu形成原電池,Fe比Cu相對活潑失電子做負極,銅片作正極,發生還原反應,電極反應式為Cu2++2e-=Cu(結合銅電極反應式說明)。
③電流表指針向左偏轉后,示數幾乎不變的原因之一是鐵電極上氧化膜放電,但氧化膜的生成速率大于(或等于)氧化膜的消耗速率。請設計實驗方案證明:電流表示數基本不變后,每隔一段時間測定左池溶液中的鐵含量,鐵含量顯著增多,證明氧化膜參與了反應電流表示數基本不變后,每隔一段時間測定左池溶液中的鐵含量,鐵含量顯著增多,證明氧化膜參與了反應。
【考點】探究原電池及其工作原理.
【答案】取鐵電極附近溶液少許于試管中,加入鐵氰化鉀溶液,產出藍色沉淀;Fe+2H+=Fe2++H2↑;2H++2e-=H2↑;Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O;形成原電池,Fe比Cu相對活潑失電子做負極,銅片作正極,發生還原反應,電極反應式為Cu2++2e-=Cu;電流表示數基本不變后,每隔一段時間測定左池溶液中的鐵含量,鐵含量顯著增多,證明氧化膜參與了反應
【解答】
【點評】
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發布:2024/6/27 10:35:59組卷:58引用:1難度:0.6
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1.實驗小組探究鋁片做電極材料時的原電池反應,設計下表中裝置進行實驗并記錄。
【實驗1】裝置 實驗現象 左側裝置電流計指針向右偏轉,燈泡亮
右側裝置電流計指針向右偏轉,鎂條、鋁條表面產生無色氣泡
【實驗2】將實驗1中的電解質溶液換為NaOH溶液進行實驗2。
(2)該小組同學認為,此時原電池的總反應為2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑,據此推測應該出現的實驗現象為
實驗2實際獲得的現象如下:裝置 實驗現象 ⅰ.電流計指針迅速向右偏轉,鎂條表面無氣泡,鋁條表面有氣泡
ⅱ.電流計指針逐漸向零刻度恢復,經零刻度后繼續向左偏轉。鎂條表面開始時無明顯現象,一段時間后有少量氣泡逸出,鋁條表面持續有氣泡逸出
(4)ⅱ中“電流計指針逐漸向零刻度恢復”的原因是
【實驗3和實驗4】
為了排除Mg條的干擾,同學們重新設計裝置并進行實驗3和實驗4,獲得的實驗現象如下:編號 裝置 實驗現象 實驗3 電流計指針向左偏轉。鋁條表面有氣泡逸出,銅片沒有明顯現象;約10分鐘后,銅片表面有少量氣泡產生,鋁條表面氣泡略有減少。 實驗4
煮沸冷卻后的溶液電流計指針向左偏轉。鋁條表面有氣泡逸出,銅片沒有明顯現象:約3分鐘后,銅片表面有少量氣泡產生,鋁條表面氣泡略有減少。
A.上述兩裝置中,開始時銅片表面得電子的物質是O2
B.銅片表面開始產生氣泡的時間長短與溶液中溶解氧的多少有關
C.銅片表面產生的氣泡為H2
D.由“鋁條表面氣泡略有減少”能推測H+在銅片表面得電子
(6)由實驗1~實驗4可推知,鋁片做電極材料時的原電池反應與發布:2024/9/20 0:0:11組卷:122引用:4難度:0.5 -
2.某化學興趣小組為了探索Al電極在原電池中的作用,設計并進行了以下一系列實驗,實驗結果記錄如表。
編號 電極材料 電解質溶液 電流計指針偏轉方向 ① Mg Al 稀鹽酸 偏向Al ② Al Cu 稀鹽酸 偏向Cu ③ Mg Al NaOH溶液 偏向Mg
(1)實驗1、2的Al所作的電極是否相同?
(2)寫出實驗2中的電極反應式和電池總反應方程式。鋁電極 銅電極 電池總反應
(4)實驗3的結果引起了興趣小組的重視,他們以Al、Zn為電極材料,濃硝酸為電解質溶液組成了一套裝置,請結合實驗3的結果推斷電流計指針的偏轉方向應為
(5)根據實驗結果總結:在原電池中金屬鋁作正極還是負極受到哪些因素的影響?發布:2024/6/27 10:35:59組卷:21引用:1難度:0.5 -
3.某化學興趣小組對原電池中鹽橋的作用進行探究,并設計了以下實驗裝置:
(1)以上四個裝置中,能發揮鹽橋作用的是
(2)若以A、B為電源,分別電解等濃度、等體積的NaCl溶液,當消耗等質量Zn時,產生的H2
(3)如果C裝置中U形銅導體在插入溶液前是粗細均勻的,插入足夠長時間后,仔細比較兩端的變化是
(4)D裝置充分作用后,左側溶液中的濃度SO2-4的濃度.SO2-4發布:2024/12/11 8:0:1組卷:26引用:0難度:0.9
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