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题型:解答题-实验探究题 难度:0.65 引用次数:122 题号:11480679
原电池是将化学能转化为电能的装置,某兴趣小组利用数据采集器和传感器等仪器对原电池进行实验探究。
I.能量变化探究
实验操作数据及图象现象与结论
将60mL1mol/LCuSO4溶液置于100mL烧杯中,向其中加入1g镁粉(1)反应过程中,化学能直接转化为      能;
将60mL1mol/LCuSO4溶液置于100mL烧杯中,平行插入铜片和镁片,与电流传感器形成闭合回路(2)体系温度变化很小,原因是 ;反应过程中,镁片和铜片的质量变化分别为:                  
将上表的现象和结论补充完整
(1)_____________
(2)____________________
II.原电池电压影响因素的测定
如图所示,在培养皿中进行微型实验,用浸有饱和KNO3溶液的滤纸充当盐桥,在滤纸间隔位置放置金属片,并滴三滴相应溶液,用电压传感器的两个探头分别与不同的金属表面接触形成闭合回路,测定电压。

(3)准确配制一定物质的量浓度的溶液时,操作X应在__________(填字母)之间。

A.②③        B.③④        C.④⑤
(4)以上五种金属的活动性由活泼到不活泼的顺序为_________________
(5)实验条件下,连接不同金属片时所得数据见下表,表中Y极代表__________(填“正”或“负”)极,预测表中Ag和Zn相连接时,测得电压的数值a可能的范围为____________;Fe和Mg相连接时,Z极的电极反应式为__________,Y极的电极反应式为____________
Y极Z极测得电压/V
AgFe1.009
AgZna
AgMg2.114
FeZn0.473
FeMg1.111
ZnMg0.636

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【推荐1】为了探究原电池和电解池的工作原理,某研究性学习小组分别用如图所示的装置进行实验,回答下列问题。

Ⅰ.用甲装置进行第一组实验:
(1)Zn电极上的电极反应式为___________________,在保证电极反应不变的情况下,下列材料不能代替左侧Cu电极(虚线方框内)的是________(填序号)。
A.石墨     B.镁   C.银   D.铂
(2)实验过程中,SO42-________(填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动;滤纸上能观察到的现象有______________________________________
Ⅱ.该小组同学用乙装置进行第二组实验时发现,两极均有气体产生,且Y极溶液逐渐变成紫红色,停止实验后观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料知,高铁酸根离子(FeO)在溶液中呈紫红色。根据实验现象及所查信息,填写下列空白:
(3)电解过程中,X极溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)电解过程中,Y极发生的电极反应为4OH-4e===2H2O+O2↑和______________
(5)已知K2FeO4和Zn可以构成碱性电池,其中K2FeO4在电池中作正极材料,电池总反应为2K2FeO4+3Zn===Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,则该电池正极发生的电极反应为_____________
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【推荐2】(一)在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成 NO3-。两步反应的能量变化示意图如下:
                           
(1)第一步反应是_________(填“放热”或“吸热”)反应。
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(二)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3-)已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。
   
①作负极的物质化学式为___________
②正极的电极反应式是_______________
(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO3-的去除率和pH,结果如下:
初始pHpH=2.5pH=4.5
NO3-的去除率接近100%<50%
24小时pH接近中性接近中性
铁的最终物质形态      
pH=4.5时,NO3-的去除率低。其原因是_______________
(3)实验发现:在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时,补充一定量的Fe2+可以明显提高NO3-的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设:
Ⅰ.Fe2+直接还原NO3-
Ⅱ.Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。
①做对比实验,结果如图所示,可得到的结论是_________
   
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4,该反应的离子方程式为_________解释加入Fe2+提高NO3-去除率的原因:________
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【推荐3】
按图装置进行实验,并回答下列问题
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