第四章 化学反应与电能 单元练习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
2024-08-13
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内容正文:
第四章《化学反应与电能》单元练习题
一、单选题
1.许多有机化学反应包含电子的转移,使这些反应在电解池中进行时称为电有机合成。制取尼龙-66的原料已二腈用量很大,传统上以乙炔和甲醛经过很长路线才能合成己二腈。如改用电合成法,则先以丙烯为原料制备丙烯腈,再用丙烯腈电合成法直接生成己二腈。如图是利用铅酸蓄电池作为电源电合成己二腈的示意图,下列说法错误的是
A.石墨1应与铅酸蓄电池的Pb电极相连
B.离子交换膜应使用阳离子交换膜
C.石墨电极1上发生的电极反应为
D.每生成,石墨2所在极区溶液减重16g
2.一种用于心脏起搏器的微量电池具有能量大、寿命长等优点,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.b极为负极
B.该电池总反应的化学方程式为
C.外电路通过每电子,理论上生成
D.溶液中移向b极
3.以海水为原料制取金属镁的主要流程如图所示,下列说法正确的是
A.可利用如图所示装置进行操作Ⅱ,最终得到固体
B.固体和固体均属于电解质
C.流程中加入盐酸时发生反应的离子方程式为
D.电解熔融氯化镁制镁的过程中,往阳极方向移动
4.硝酸盐电化学合成氨具有条件温和、能源清洁等优势。图1为电解溶液合成氨的装置示意图;双极膜(BPM)由离子交换膜AEL、CEL和中间层IL复合而成,装置工作时其内部结构如图2所示。下列说法错误的是
A.a接电源负极,发生还原反应
B.装置工作时,通过AEL进入阳极区,阳极区溶液pH逐渐增大
C.总反应为:
D.每生成17 g,各有8mol和通过离子交换膜
5.热激活电池主要用于导弹、火箭以及应急电子仪器供电,是一种电解质受热熔融即可开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1所示,其放电后的两极产物分别为和。已知:LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量分数的关系如图2所示。
下列说法正确的是
A.放电时向a极区移动
B.放电时,负极的电极反应是
C.该电池中火药燃烧的目的是提供热能将电解质熔化,使电池开始工作
D.为降低电池的启动温度,应尽量提高混合物中KCl的物质的量分数
6.环氧乙烷()可用于生产乙二醇。电化学合成环氧乙烷()的装置如图所示:
已知:
下列说法正确的是
A.电极接电源负极
B.制备环氧乙烷,电极区产生
C.电极区的反应方程式为:
D.电解完成后,将阳极区和阴极区溶液混合才可得到环氧乙烷
7.以NaCl溶液作模拟海水,采用惰性电极用如图装置处理有机废水(含),隔膜1、隔膜2分别为阴、阳离子交换膜。为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.外电路电子流动的方向是a极→b极
B.每生成1mol ,分别通过隔膜1、2的、数均为2
C.电极总反应式为
D.该装置既处理了有机废水,同时实现了模拟海水淡化
8.武汉大学高等研究院陆庆全教授和戚孝天教授课题组,在电化学条件下,实现了环氧化合物的选择性电氢化。
下列叙述正确的是
A.a电极与电源负极连接
B.a电极附近电解质溶液pH升高
C.b极反应式为
D.参与反应时有向b极迁移
9.我国科研人员将单独脱除的反应与的制备反应相结合,实现协同转化。
①单独制备:,不能自发进行
②单独脱除:,能自发进行
协同转化装置如图(在电场作用下,双极膜中间层的解离为和,并向两极迁移)。下列分析正确的是
A.该协同转化装置不需要外界能量制备出
B.产生的电极反应:
C.反应过程中需要补加稀
D.协同转化总反应:
10.CO2回收和利用是实现“碳中和”的重要途径。我国科学家开发功能催化电极还原CO2合成附加值高的小分子(甲醇、乙烯等),模拟装置如图所示。双极膜由阴、阳极膜组成,在电场中双极膜中水电离出H+、OH-并向两极迁移。下列叙述正确的是
A.a极为阴极,b极发生还原反应
B.若X为CH3OH,则阳极反应:CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O
C.若X为C2H4,则生成1molC2H4时转移10mol电子
D.b极收集11.2L气体Y(标准状况)时,双极膜中液体质量减少36g
11.有机电化学合成是一种有前景的绿色合成技术,利用电化学合成1,2-二氯乙烷的装置如图所示。若该装置工作时中间室溶液的浓度通过调整保持不变,电解时阴极生成气体的速率为,下列说法错误的是
A.a为电源的负极
B.离子交换膜为I阳离子交换膜,离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
C.合成室内发生的反应为
D.中间室补充的速率为
12.回收利用工业废气中的和,实验原理示意图如下。
下列说法正确的是
A.装置a中每吸收22.4L(标准状况下)废气,b中转移电子数为
B.装置a吸收废气过多,不会影响装置b中放电微粒的种类
C.装置b中的交换膜为质子交换膜,电解过程中两极溶液pH值均稍有降低
D.装置b中右侧的电极反应为;
13.下列实验装置或操作能达到实验目的的是
A.制备少量CO2
B.应用牺牲阳极保护法防止铁片被腐蚀
C.由CuCl₂溶液制取CuCl₂固体
D.检测待测液中是否含有
A.A B.B C.C D.D
14.近期,科学家研发出了一种新型铝电池。该电池的熔盐电解质由氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)和氯化铝(AlCl3)组成(如图所示)。其中,电池放电过程中会形成,放电总反应的方程式为2Al+3Se=Al2Se3。下列说法错误的是
A.充电时,惰性电极为阳极
B.放电时,Al电极附近的阴离子浓度升高
C.放电时,电路中每转移2mol电子,理论上正极质量增加18g
D.充电时,阳极的电极反应式为
二、非选择题
15.回答下列问题:
(1)高铁电池是一种能量密度大的新型二次电源,被广泛应用于电动公交车。我国在高铁电池研究方面居于世界领先水平。如图是某高铁电池与某常用的高能碱性电池的放电曲线对比示意图。请回答:
①高铁电池的优点是: 。
②某高铁电池可发生如下反应:2K2FeO4+3Zn+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,则放电时的正极反应式: 。
(2)我国自行设计并使用的蛟龙号载人深海潜水器使用了性能优越的Al-Ag2O电池。其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为: 。
(3)铅蓄电池是常用的化学电源,电极材料分别是Pb和PbO2,电解液为硫酸。根据上述情况判断:
①该蓄电池充电时,Pb极应连接电源的 (填“正极”或“负极”),正极附近溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,今若制得0.050molCl2,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是 。
16.的制取及在烟气、废水处理方面的应用是当前科学研究的热点。
(1)工业上利用、联合去除废水中的次磷酸根(),转化过程如图-1,过程(Ⅰ)的产物微粒有、羟基自由基(·OH)和。
①羟基自由基(·OH)的电子式为 。
②转化过程(Ⅰ)的离子反应方程式 。
(2)①在催化剂α-FeOOH的表面上会分解产生·OH,·OH可将烟气中的NO氧化而除去。当浓度一定时,NO的脱除效率与温度的关系如图-2。温度高于180℃,NO的脱除效率降低的可能原因是 。
②可催化加快氧化废水中氰根()的去除速率。其他条件相同时,总氰化物(、HCN等)去除率随溶液初始pH变化如图-3。当溶液初始pH>10时,总氰化物去除率下降的原因可能是 。
(3)工业上用“乙基蒽醌法”和“氧阴极还原法”来制备过氧化氢。
①“乙基蒽醌法”反应过程如图-4,写出总反应的化学方程式 。
②“氧阴极还原法”的制备原理如图-5,a极的电极反应式为 。
17.原电池电源在生活、生产中的应用非常广泛,根据题意回答下列问题。
(1)某兴趣小组设计如图装置用锌、铜作电极材料,硫酸铜溶液为电解质溶液的进行原电池实验。负极材料是 (填“锌”或“铜”);溶液中硫酸根向 (填“正极”或“负极”),当正极质量增加12.8g时,转移了 mol电子。
(2)如图所示,运用原电池原理可将SO2转化成硫酸。其中质子交换膜将该原电池分隔成氧化反应室和还原反应室,能阻止气体通过而允许H+通过。则电极a是该原电池的 极(填“正”或“负”),b电极反应式为 ,生产过程中H+向 (填“a”或“b”)电极区域运动。
(3)铅酸蓄电池是一种典型的可充电电池,其放电时的电池总反应为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。放电时 (化学式)被还原,负极的电极反应式为 ,正极质量 (填“增重”或“减轻”“不变”)。
(4)燃料电池应用前景更加广泛,常见的是燃料主要有氢气、可燃有机物等,则燃料在电池 (填“正极”或“负极”)通入。在碱性溶液燃料电池中氧气参与反应的电极反应式为 ;若用C2H6为燃料时酸性电解质中负极反应式为 。
18.完成下列问题。
(1)如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。
①当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时,正极的电极反应式为 ,当电路中有0.2mol电子通过时,负极的质量减少 g。
②当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时,该装置 (填“能”或“不能”)形成原电池
(2)将锌片和银片浸入硫酸铜溶液中组成原电池,两电极间连接一个电流表。
①锌片上发生的电极反应为 ;
②银片上发生的电极反应为 。
③溶液中的向 (填“Zn”或者“Ag”)移动。
(3)当在a附近有气泡产生,b电极逐渐溶解,则 (a或b)作负极。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】A.得到电子生成,由此可以判断石墨1为阴极,阴极应与电源的负极相连,铅酸蓄电池中Pb为负极,A正确;
B.得电子生成电极反应为,电解池中,阳离子移向阴极,故应选择阳离子交换膜,B正确;
C.由B选项分析,所给石墨电极1上的电极反应正确,C正确;
D.石墨2为阳极,发生的电极反应为,转移2mol电子时,消耗1mol水,质量为18g,D错误;
本题选D。
2.B
【分析】据图示可知,石墨电极上的SOCl2中S元素化合价由+4价降低到0价,生成S单质,即石墨电极上发生还原反应,所以b极为正极,a极为负极。
【详解】A.据以上分析可知,b极为正极,a极为负极,故A错误;
B.由图可知,负极Li发生氧化反应生成LiCl,正极上SOCl2的产物为S、Cl-、,所以该电池的总反应为,故B正确;
C.根据电池总反应可知,外电路每通过电子,理论上生成,质量为,故C错误;
D.原电池内电路中阴离子移向负极(a极),故D错误;
故答案为:B。
3.B
【分析】晒盐得到的母液中加入石灰乳氢氧化钙沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀,过滤得到沉淀氢氧化镁溶于盐酸得到氯化镁溶液,蒸发浓缩结晶析出晶体,氯化氢气流中灼烧失去结晶水得到固体氯化镁,电解熔融氯化镁得到金属镁。
【详解】A.操作Ⅱ,从MgCl2溶液得到MgCl2固体,应在HCl的气流中结晶,以抑制MgCl2的水解,故A错误;
B.固体和固体都是电解质,故B正确;
C.是难溶于水的物质,需保留化学式,盐酸与反应的离子方程式为:,故C错误;
D.电解熔融氯化镁制镁的过程中,往阴极方向移动,故D错误。
答案选B。
4.B
【详解】A.电解KNO3溶液合成氨,NH3在a电极由硝酸根得电子生成,故a为阴极,连接电源负极,发生还原反应,A正确;
B.阳极生成O2,电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑,由图2,OH-进入阳极区,但是被电极反应消耗,阳极区溶液pH不变,B错误;
C.电解KNO3溶液得NH3和O2,选项所给总反应方程式正确,C正确;
D.由总反应,每生成17 gNH3,即生成1mol NH3,生成2mol O2,根据阳极电极反应,消耗8mol OH-,由溶液电中性,有8mol H+进入阴极区,即各有8mol H+和OH−通过离子交换膜,D正确;
错误的选B。
5.C
【分析】放电后的两极产物分别为和,说明放电时,a极的电极反应是,b极的电极反应是,a极为负极,b极为正极,据此解答。
【详解】A.放电时阳离子向正极移动,故放电时向b极区移动,A错误;
B.放电时,负极的电极反应是,B错误;
C.该电池中火药燃烧的目的是提供热能将电解质熔化,使电池开始工作,C正确;
D.由图2可知,为降低电池的启动温度,混合物中KCl的物质的量分数既不能太低也不能太高,应控制在0.6,D错误。
答案选C。
6.D
【分析】由题给转化关系可知,与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极,溴离子在阳极失去电子发生氧化反应生成溴,通入的乙烯与溴、水反应生成HOCH2CH2Br,镍电极为阴极,水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区,电解完成后,将阳极区和阴极区溶液混合,HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷。
【详解】A.由分析可知,与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极,故A错误;
B.由题意可知,生成1mol环氧乙烷需要消耗1mol溴,则由得失电子数目守恒可知,阴极上生成氢气的物质的量为1mol,故B错误;
C.由分析可知,阳极区发生的反应为CH2=CH2+Br2+ H2O HOCH2CH2Br,故C错误;
D.由分析可知,电解完成后,将阳极区和阴极区溶液混合,HOCH2CH2Br在碱性条件下发生取代反应生成环氧乙烷,故D正确;
故选D。
7.B
【分析】装置为原电池,a极转化为,发生氧化反应,故a极为负极,负极的电极反应式为,b极为正极,正极的电极反应式为;
【详解】A.外接灯泡,装置为原电池,a极转化为,发生氧化反应,故a极为负极,b极为正极,电子由负极经外电路流向正极,A正确;
B.负极的电极反应式为,正极的电极反应式为[提示:b极区为酸性水溶液],则电极总反应式为,每生成1mol ,转移4mol ,则有4mol 通过隔膜1移向负极,4mol 通过隔膜2移向正极,故分别通过隔膜1、2的、数均为4, B错误,
C.负极的电极反应式为,正极的电极反应式为,则电极总反应式为,C正确;
D.通过隔膜1移向负极,通过隔膜2移向正极,实现了模拟海水淡化,D正确;
故选B。
8.C
【分析】a电极氢气失去电子生成氢离子,则a电极为阳极,b电极为阴极,据此解答。
【详解】A.根据分析,a极为阳极,与电源正极连接,A项错误;
B.a极反应式为,电极附近电解质溶液pH降低,B项错误;
C.b极为阴极,环氧乙烷发生还原反应,b极反应式为,C项正确;
D.未说明具体温度和压强,无法计算的物质的量,D项错误;
故选C。
9.B
【详解】A.有外加电场使双极膜中间层的解离为和的电能,还有光催化等外界能量,A项错误;
B.由图可知,生成的电极反应为,B项正确;
C.根据总反应可知,右侧消耗的量等于迁移过来的量,硫酸的总量不变,所以反应过程中不需补加稀,C项错误;
D.负极反应式为,正极反应式为,则协同转化总反应为,D项错误;
故选D。
10.D
【分析】从图中可知,电极a上CO2转化为有机物X(甲醇、乙烯等),说明电极a上CO2得电子被还原,电极a为阴极,则电极b为阳极,阳极上水失电子生成O2和氢离子。
【详解】A.中碳元素为价,达到碳元素最高价,转化成有机物X,碳元素的化合价降低,发生还原反应,故a极为阴极,b极为阳极,阳极上水失电子发生氧化反应,A错误;
B.若X为甲醇,阳极上水失电子生成氧气和氢离子,电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,B错误;
C.若X为乙烯,阴极反应式为,生成乙烯转移电子,C错误;
D.b极反应式为,标准状况下即,生成,转移2mol电子,向a极迁移,向b极迁移,双极膜中水质量减少,D正确;
故答案选D。
11.D
【分析】根据图示可知,该装置为电解池,惰性电极N发生为氧化反应,该电极为阳极,则惰性电极M为阴极,该电极反应式为。
【详解】A.上述分析可知,M为阴极,则a为电源的负极,A正确;
B.M为阴极,电极反应式为,阴极生成,向左侧迁移,离子交换膜Ⅰ为阳离子交换膜,阳极电极反应式,移向阳极,得到溶液,进入合成室,故离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜,B正确;
C.由图可知,合成室的反应物为乙烯和,生成物为和1,2-二氯乙烷,合成室内发生的反应为,C正确;
D.装置总反应为,若生成气体的速率为,则消耗NaCl的速率为,所以要保持中间室NaCl溶液的浓度不变,中间室补充的速率为,D错误;
答案选D。
12.C
【分析】根据图知,含CO2和SO2的废气通入NaHCO3溶液中,得到NaHCO3和Na2SO3的混合溶液和CO2,发生的反应为2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O,电解池中,左侧电极上失电子生成,该电极上失电子发生氧化反应,为阳极,电解质溶液呈碱性,阳极反应式为;则通入CO2的电极为阴极,阴极反应式为,据此分析解题。
【详解】A.装置a中每吸收22.4L(标准状况下)废气,气体CO2和SO2总量为1mol,则CO2的量小于1mol,b中转移电子数小于,A错误;
B.装置a吸收废气过多,则会有机会生成NaHSO3,也可以放电,会影响装置b中放电微粒的种类,B错误;
C.装置b中的交换膜为质子交换膜,电解过程中阳极发生消耗氢氧根和水,pH值稍有降低,交换膜为质子交换膜,氢离子通过交换膜,进右侧,阴极反应式为,生成酸,两极溶液pH值均稍有降低;
C正确;
D.装置b中右侧的电极反应为:,D错误;
故选C。
13.A
【详解】A.该装置中可以用碳酸钙和稀盐酸制备少量二氧化碳,A正确;
B.图示为阴极保护法,牺牲阳极保护法利用的是原电池,B错误;
C.因为氯化铜水解先生成氢氧化铜沉淀和容易挥发的氯化氢,继续加热氢氧化铜分解又会生成氧化铜和易挥发的水,不能通过该装置制取CuCl₂固体,C错误;
D.加入盐酸酸化的氯化钡生成白色沉淀可以证明溶液中有氯离子或硫酸根,D错误;
故选A。
14.B
【分析】由题干信息可知,放电总反应的离子方程式为2Al+3Se=Al2Se3,则反应中铝发生氧化反应为负极,即电极反应为:nAl-3ne-+(3n+1)Cl-=,惰性电极为正极,据此分析解题。
【详解】A.放电时铝发生氧化反应为负极,惰性电极为正极,则充电时,电极Al为阴极,惰性电极为阳极,A正确;
B.电池放电过程中铝极反应为nAl-3ne-+(3n+1)Cl-=,Al电极附近的阴离子浓度降低,B错误;
C.放电时,结合反应2Al+3Se=Al2Se3,则电路中每转移2mol电子,理论上正极质量增加18g,C正确;
D.充电时,阳极的电极反应与放电时正极反应有关,反应为nAl2Se3-6ne-+2(3n+1)Cl-=2+3nSe,D正确;
故答案为:B。
15.(1) 放电时间长,工作电压稳定 2+6e-+8H2O=2Fe(OH)3+10OH-
(2)2Al+3Ag2O+2NaOH=2NaAlO2+6Ag+H2O
(3) 负极 变小 0.1mol
【详解】(1)①高铁电池与高能碱性电池相比,电压平稳、放电时间久,所以高铁电池的优点是:放电时间长,工作电压稳定。
②放电时,K2FeO4在正极得电子产物与电解质反应,生成Fe(OH)3等,正极反应式:2+6e-+8H2O=2Fe(OH)3+10OH-。答案为:放电时间长,工作电压稳定;2+6e-+8H2O=2Fe(OH)3+10OH-;
(2)从图中可以看出,负极Al失电子产物与电解质反应生成NaAlO2,正极Ag2O得电子产物与电解质反应生成Ag等,则该电池反应的化学方程式为:2Al+3Ag2O+2NaOH=2NaAlO2+6Ag+H2O。答案为:2Al+3Ag2O+2NaOH=2NaAlO2+6Ag+H2O;
(3)①该蓄电池放电时,Pb失电子生成PbSO4,Pb电极为负极,PbO2电极为正极,则充电时,Pb极作阴极,应连接电源的负极,PbO2作阳极,则正极(PbO2)发生反应PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++,附近溶液的pH变小。
②实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,依据得失电子守恒,可建立如下关系式:2H2SO4——Cl2,则制得0.050molCl2,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是0.05mol×2=0.1mol。答案为:负极;变小;0.1mol。
16.(1) Fe2++H2O2═Fe3++·OH+OH-
(2) 180℃以后,•OH分解成O2和H2O,NO的脱出效率下降 随着pH升高,c(OH-)逐渐增大,Cu2+转化为Cu(OH)2,催化效率降低
(3) 2H2O-4e-=4H++O2↑
【详解】(1)①羟基中O有1个单电子,O周围有7个电子,电子式为 ;
②过程(Ⅰ)的反应物是Fe2+和H2O2,产物微粒有、羟基自由基(·OH)和,故反应方程式为Fe2++H2O2═Fe3++·OH+OH-;
(2)①升温至80℃以上,大量汽化的H2O2能使NO的脱除效率显著提高的原因是H2O2与催化剂的接触更好,产生更多的•OH,•OH浓度增大,与NO混合更充分,温度高于180℃,NO的脱除效率降低的原因是:•OH分解成O2和H2O,NO的脱出效率下降;
②随着pH升高,c(OH-)逐渐增大,Cu2+转化为Cu(OH)2,使Cu2+减少,催化剂的催化效率降低,氰化物去除率下降;
(3)①通过图示可知,用乙基蒽醌作催化剂制取双氧水,反应为:;
②由电解装置图可知阳极a表面消耗水,产生氧气,则电极方程式为2H2O-4e-=4H++O2↑。
17.(1) 锌 负极 0.4
(2) 负 O2+4e-+4H+=2H2O b
(3) PbO2 Pb-2e-+SO=PbSO4 增重
(4) 负极 O2+4e-+2H2O=4OH- C2H6-14e-+4H2O=2CO2+14H+
【详解】(1)该装置为原电池,锌为负极,失电子被氧化,铜为正极,铜离子得电子生成铜,被还原。溶液中硫酸根移向负极,正极质量增加12.8g时,生成铜的物质的量为:=0.2mol,转移电子的物质的量为0.4mol;
(2)运用原电池原理可将SO2转化成硫酸,故SO2在负极失电子反应生成硫酸,a极为负极;b极为正极,氧气在正极得电子,与氢离子反应生成水,电极反应为:O2+4e-+2H2O=4OH-,氢离子由左侧移向右侧,即向b极区移动。
(3)根据铅酸蓄电池的总反应可判断铅作负极和还原剂,硫酸根与铅离子结合为沉淀,则放电时PbO2被还原,铅酸蓄电池的负极反应式为Pb-2e-+SO=PbSO4,正极反应为PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O,则正极质量增加。
(4)燃料发生氧化反应,在电池负极通入。在碱性溶液燃料电池中氧气发生还原反应,参与反应的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-;若用C2H6为燃料时酸性电解质中负极反应式为C2H6-14e-+4H2O=2CO2+14H+。
18.(1) 2H++2e-=H2↑ 1.8 能
(2) Zn-2e-=Zn2+ Cu2++2e-=Cu Zn
(3)b
【详解】(1)①当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时,由于铝能和稀硫酸发生自发的氧化还原反应,所以铝为负极,铜为正极,在正极溶液中的H+得到电子生成氢气,正极的电极反应式为2H++2e-=H2↑;负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+,当电路中有0.2mol电子通过时,负极质量减轻=1.8g。
②当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时,由于铝能自发地和NaOH溶液发生氧化还原反应,该装置能形成原电池。
(2)将锌片和银片浸入硫酸铜溶液中组成原电池,锌比银活泼,且锌能和硫酸铜发生置换反应,所以锌为负极,银为正极。
①锌为负极,负极上锌失去电子变为Zn2+,电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+。
②银为正极,正极上溶液中的Cu2+得到电子转变为铜单质,电极反应式为:Cu2++2e-=Cu。
③原电池中,阴离子移向负极,所以溶液中的向Zn移动。
(3)当在a附近有气泡产生,b电极逐渐溶解,则a极有可能是溶液中的H+得到电子生成氢气,b极有可能是金属电极材料失去电子变为离子而溶解,故b为负极。
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