- 原电池工作原理的实验探究
- 共4125题
如图A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸.
(1)A中反应的离子方程式是______.
(2)B中Cu极的电极反应式是______.
Cu极附近溶液的pH______(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)C中被腐蚀的金属是______(填化学式),A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是______(用“>”表示).
正确答案
(1)硫酸、硫酸亚铁是可溶性的强电解质,写离子,铁、氢气是单质写化学式,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气.
故答案为:Fe+2H+=Fe2++H2↑
(2)B中Cu作正极,氢离子在铜极上得电子生成氢气,反应还原反应;氢离子在铜极上生成氢气,使溶液中的氢离子浓度降低,所以PH增大.
故答案为:2H++2e_=H2↑;增大.
(3)C中锌作负极,锌失电子变成离子进入溶液,所以被腐蚀的是锌;A中铁和稀硫酸反应;B中铁作负极,加快铁的腐蚀;C中铁作正极,减慢铁的腐蚀.
故答案为:Zn;B>A>C
(1)把一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里,可观察到锌片逐渐溶解,并有气体产生,再平行地插入一块铜片(如图甲所示),可观察到铜片上______(填“有”或“没有”)气泡产生,再用导线把锌片和铜片连接起来(如图乙所示),可观察到铜片上______(填“有”或“没有”)气泡产生.
(2)用导线连接灵敏电流表的两端后,再与溶液中的锌片和铜片相连(如图丙所示),观察到灵敏电流表的指针发生了偏转,说明了导线中有电流通过.图乙、图丙是一个将______能转化为______能的装置,人们把它叫做原电池.
(3)从上述现象中可以归纳出构成原电池的一些条件是______,有关的电极反应式:锌片______;铜片______.
正确答案
(1)将铜插到硫酸中,金属铜不能和酸反应置换出氢气,再用导线把锌片和铜片连接起来,会形成Zn、Cu、硫酸原电池,在正极上氢离子得电子产生氢气,
故答案为:没有;有;
(2)用导线连接灵敏电流表的两端后,再与溶液中的锌片和铜片相连,即形成了原电池,原电池是将化学能转化为电能的装置,故答案为:化学;电能;
(3)构成原电池的条件:有活泼性不同的两个电极;有电解质溶液;形成闭合回路,Zn、Cu、硫酸原电池中,活泼金属锌做负极,电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,金属铜做正极,电极反应为:2H++2e-=H2↑,故答案为:两电极要插入电解质溶液,并用导线连接形成回路;Zn-2e-=Zn2+;2H++2e-=H2↑.
某化学活动小组利用如下装置对原电池进行研究,请回答下列问题(其中盐桥为含有KCl溶液的琼脂).
(1)、在甲图装置中,当电流计指针发生偏转时,盐桥中的离子移动方向为:K+移向______烧杯,Cl-移向______烧杯(填A或B),装置中电子转移的方向为:______.
(2)、如果将盐桥换成Cu导线(如乙图),该小组同学发现电流表指针仍然发生偏转,则C中可以构成______池,D中可以构成______池.
(3)、对乙图产生电流的原因猜想如下:
猜想一:ZnSO4溶液水解显酸性,如该观点正确,则C中铜导线上的电极反应式为:______.
猜想二:ZnSO4溶液酸性很弱,由于溶解了空气中的氧气而产生电流,如该观点正确,此时C中铜导线上的电极反应式为:______.
若猜想二正确,则可利用此原理设计电池为在偏远的海岛工作的灯塔供电,其装置以金属铝和石墨为电极,以海水为电解质溶液,试写出该电池工作时总反应的化学方程式______.
正确答案
(1)在甲图装置中,当电流计指针发生偏转时,形成原电池,锌为活泼金属,被氧化而失去电子,铜为原电池正极,正极上得电子而被还原,原电池中,电子由负极经外电路流向正极,电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,
故答案为:B;A;由负极(Zn)沿导线移向正极(Cu);
(2)如果将盐桥换成Cu导线(如乙图),该小组同学发现电流表指针仍然发生偏转,则C中可以构成原电池,锌为活泼金属,被氧化而失去电子,铜为原电池正极,正极上得电子而被还原,分别连接电源的正负极,正极反应为Cu2++2e-=Cu,负极反应为Cu-2e-=Cu2+,为电解或电镀装置,
故答案为:原电;电解/电镀;
(3)ZnSO4溶液水解显酸性,Cu为正极,发生还原反应,电极反应为2H++2e-=H2↑,
ZnSO4溶液酸性很弱,由于溶解了空气中的氧气而产生电流,则正极发生还原反应,氧气在正极上得电子而被还原,电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-,
以金属铝和石墨为电极,以海水为电解质溶液,Al为负极,氧化反应,电极反应为Al-3e-+3OH-=Al(OH)3,正极反应为 O2+4e-+2H2O=4OH-,该电池工作时总反应的化学方程式为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,
故答案为:2H++2e-=H2↑; O2+4e-+2H2O=4OH-;4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3.
(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计.锌片上发生的电极反应:______;
银片上发生的电极反应:______.
(2)若该电池中两电极的总质量为60g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47g,试计算:
产生氢气的体积(标准状况)______.
正确答案
(1)锌片、银片、稀硫酸构成原电池,锌作负极,负极上锌失电子发生氧化反应,电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+;银作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为2H++2e-=H2↑,
故答案为:Zn-2e-=Zn2+;2H++2e-=H2↑;
(2)该原电池中,负极上锌失电子变成锌离子进入溶液,导致质量减少,正极上金属不参加反应,所以该装置中减少的质量是锌的质量,根据转移电子相等知,生成氢气的物质的量和锌的物质的量相等,所以生成气体的体积=×22.4L/mol=4.48L,
故答案为:4.48L.
面对日益加剧的能源危机,我国《能源发展 纲要》中倡导大力发展替代能源,如风能、电能等,要 大力开发电动自行车、电动摩托车、电动汽车。回答 下列问题:
(1)下列物质中可以作为燃料电池的负极反应物的是_______。
A.CH4 B.H2 C.C2 H5OH D.CO2(2)若用CH4作燃料,氢氧化钾溶液作电解质溶液,写出负极上的电极反应式____。 电池工作时的总反应式为____。
(3)电池工作时,负极附近溶液的pH____(填 “升高”“降低”或“不变”),溶液中KOH的物质的量浓度___(填“增大”“不变”或“减小”)。
(4)某温度下的饱和Na2SO4溶液的溶解度为25 g,用甲烷燃料电池进行电解,当阳极产生3. 36 L(标准状况)气体时,电路中通过电子的物质的量为 ________,消耗甲烷的物质的量为_________,此时,析出Na2SO4·10H2O的质量为_________。
正确答案
(1)A.B.C
(2)CH4-8e-+10OH-=CO32- +7H2O ;CH4+ 2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
(3)降低 ;减小
(4)0.6 mol ;0.075 mol ;4.5 g
扫码查看完整答案与解析