- 原电池工作原理的实验探究
- 共4125题
正确答案
O2+4H++4e-
原电池正极发生还原反应：
O2+4H2O+4e-
在酸性溶液中，4OH-+4H+
原电池的负极发生还原反应：2H2-4e-
在碱性溶液中，4OH-+4H+
如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地往烧杯中央滴入CuSO4溶液。
(1)片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)________。
(2)产生上述现象的原因是________________________________________。
(3)写出反应的化学方程式：______________________________________。
正确答案
(1)D (2)加入CuSO4溶液后，构成Fe—Ag原电池，铁溶解，质量减轻，Cu2＋在银圈上得电子，生成Cu沉积在其上，质量增加 (3)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
加入CuSO4溶液后，构成Fe—Ag原电池，Fe失电子作负极，质量减轻，Cu2＋在正极银圈上得电子，生成金属铜沉积在上面使其质量增加。
某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下:
根据上表中的实验现象完成下列问题:
（1）实验1、2中Al所作的电极是否相同? 。
（2）指出实验3中铝和石墨的电极名称，并写出实验中的电极反应和电池总反应。
铝为( ) ； 石墨为( ) 。
电池总反应: 。
（3）实验4中的铝作正极还是负极? ,为什么? 。
正确答案
（1）不相同， （2）负极：2Al-6e-=2Al3+正极：6H++6e-=3H2↑总反应：2Al+6H+=2Al3++3H2↑（
（3）负极（1分） 因为Al能和NaOH溶液反应而Mg不能（2分）
试题分析：（1）实验1中，氧化还原反应发生在金属镁和稀盐酸之间，失电子的是金属镁，作负极，铝作正极；实验2中，氧化还原反应发生在金属铝和稀盐酸之间，失电子的是金属铝，铝作负极，所以实验1、2中Al所作的电极不相同；（2）Al、石墨、盐酸构成的原电池中，较活泼的金属铝做负极，电极反应为：2Al-6e-→2Al3+；石墨电极为正极，电极反应为：6H++6e-→3H2↑，总反应：2Al+6H+=2Al3++3H2↑；（3）实验4中，金属铝和氢氧化钠发生氧化还原反应，失电子的是金属铝，为原电池的负极。
（12分）如图甲、乙是电化学实验装置。
（1）若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。
①甲中石墨棒上的电极反应式为_________________________________________；
②乙中总反应的离子方程式为___________________________________________；
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5：1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为_______________________________________________________。
（2）若甲
①甲中铁棒上的电极反应式为___________________________________________；
②如果起始时乙中盛有200mLpH=5的CuSO4溶液（25℃），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入______________（填写物质的化学式）_______________g。
正确答案
（1）①O2+2H2O+4e—→4OH— ②2Cl—+2H2O
③5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HlO3
（2）①Fe→Fe2++2e— ②CuO（或CuCO3）0.8（或1.24）
略
锂的化合物用途广泛。Li3N是非常有前途的储氢材料；LiFePO4、Li2FeSiO4等可以作为电池的正级材料。回答下列问题：
（1）将锂在纯氮气中燃烧可制得Li3N，其反应的化学方程为 。
（2）氮化锂在氢气中加热时可得到氨基锂（LiNH2），其反应的化学方程式为：
Li3N+2H2
（3）将Li2CO3、FeC2O4·2H2O和SiO2粉末均匀混合，在800℃的氩气中烧结6小时制得Li2FeSiO4，写出反应的化学方程式 ，制备Li2FeSiO4的过程必须在惰性气体氛围中进行，其原因是 。
（4）将一定浓度磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出LiFePO4沉淀，阳极的电极反应式为 。
（5）磷酸亚铁锂电池充放电过程中，发生LiFePO4与Li
正确答案
（1）6Li+N2
（2）LiNH2 11.4
（3）Li2CO3+FeC2O4•2H2O+SiO2
防止二价铁被氧化
（4）Fe+H2PO4-+Li+-2e-=LiFePO4+2H+
（5）Li1-xFePO4+LixC6=6C+LiFePO4
（1）锂与氮气在点燃条件下与氮气发生反应生成Li3N，该反应的化学方程式为：6Li+N2
（2）反应Li3N+2H2LiNH2+2LiH中，锂元素、N元素化合价不变，氢气化合价由0变成+1价的LiNH2，化合价升高被氧化，所以氧化产物为LiNH2；该反应中，反应掉2mol氢气，同时消耗1mol氮化锂，所以储存氢气最多可达Li3N质量的：4/35×100%≈11.4%。
（3）将Li2CO3、FeC2O4•2H2O和SiO2粉末均匀混合，在800℃的氩气中烧结6小时制得Li2FeSiO4，根据质量守恒、化合价升降相等可以判断，反应产物还会有一氧化碳、二氧化碳和水生成，该反应的化学方程式为：Li2CO3+FeC2O4•2H2O+SiO2
（4）电解池中阳极发生氧化反应，铁为阳极，所以阳极铁失去电子，与H2PO4-、Li+反应生成LiFePO4沉淀，发生的电极反应Fe+H2PO4-+Li+-2e-=LiFePO4+2H+
（5）磷酸亚铁锂电池充放电过程中，发生LiFePO4与Li1-xFePO4之间的转化，其中LiFePO4→Li1-xFePO4的转化化合价降低，发生还原反应，而电池放电时负极发生的反应为LixC6-xe-═xLi++6C，该反应为氧化反应，所以反应转化应该为：LiFePO4→Li1-xFePO4，所以电池放电时反应的化学方程式为：
Li1-xFePO4+LixC6=6C+LiFePO4。
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