- 原电池工作原理的实验探究
- 共4125题
Zn-MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是________。电池工作时,电子流向________(填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速其电极的腐蚀,其主要原因是________________。欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的________(填代号)。
a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3·H2O
(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是___________。若电解电路中通过2 mol电子,MnO2的理论产量为________g。
正确答案
(1)Zn(或锌);正极
(2)锌与还原出的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀;b
(3)2H++2e-→H2↑;87
(1)某化学兴趣小组通过实验来实现电能转化成化学能,他们在U形管中加入适量饱和氯化铜溶液,用石墨棒作电极,接通直流电源开始实验.
①与电源正极相连的是电解池的______极,该极发生的电极反应式为______.检验该极上产物的实验方法及现象是______.
②电解反应的化学方程式为______.
(2)某学生用手电筒使用的干电池、小灯泡和石墨电极、导线等连接起来进行氯化钠的导电性实验,当将石墨电极插入干燥的氯化钠晶体中时,灯泡没有亮;而将石墨电极插入熔融的氯化钠中时,灯泡亮了.由此你能得到结论是______;您对这些结论的解释是______.
正确答案
(1)①用石墨棒作电极电解饱和氯化铜溶液,与电源正极相连的是阳极,是氯离子失电子发生氧化反应生成氯气电解 反应为:2Cl--2e-═Cl2↑;检验氯气的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸放在该电极附近变蓝,证明生成的是氯气,
故答案为:阳;2Cl--2e-═Cl2↑;将湿润的淀粉碘化钾试纸放在该极U形管口附近,试纸变蓝;
②电解氯化铜生成氯气和铜,电池反应为:CuCl2 Cu+Cl2↑,故答案为:CuCl2
Cu+Cl2↑;
(2)将石墨电极插入干燥的氯化钠晶体中时,灯泡没有亮;而将石墨电极插入熔融的氯化钠中时,灯泡亮了.导电的结论:①熔融的氯化钠能导电,是因为熔融的氯化钠中有自由移动的带电的微粒,根据组成,带电的微粒只能是氯离子、钠离子;②熔融的氯化钠才能导电,而干燥的氯化钠晶体不能导电,是因为在干燥的氯化钠晶体中氯离子与钠离子之间有强烈的相互作用而不能自由移动,
故答案为:①熔融的氯化钠能导电、②熔融的氯化钠才能导电,而干燥的氯化钠晶体不能导电;结论①是因为熔融的氯化钠中有自由移动的带电的微粒,根据组成,带电的微粒只能是氯离子、钠离子、结论②是因为在干燥的氯化钠晶体中氯离子与钠离子之间有强烈的相互作用而不能自由移动.
如图所示3套实验装置,分别回答下列问题.
(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验.向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液,可观察到碳棒附近的溶液变红,该电极反应为______.
(2)装置2中的石墨是______极(填“正”或“负”),该装置发生的总反应的离子方程式为______.
(3)装置3中甲烧杯盛放100mL 0.2mol/L的NaCl溶液,乙烧杯盛放100mL 0.5mol/L的CuSO4溶液.反应一段时间后,停止通电.向甲烧杯中滴入几滴酚酞,观察到石墨电极附近首先变红.
①电源的M端为______极;甲烧杯中铁电极的电极反应为______.
②乙烧杯中电解反应的离子方程式为______.
③停止电解,取出Cu电极,洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g,甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为______mL.
正确答案
(1)装置1为铁的吸氧腐蚀实验,发生电化学腐蚀,铁为负极,碳为正极,观察到碳棒附近的溶液变红,说明在碳极上氧气得电子生成OH-离子,反应的电极反应式为
O2+4e-+2H2O═4OH-,故答案为:O2+4e-+2H2O═4OH-;
(2)装置2为原电池,负极为Cu,电极反应为:Cu-2e-═Cu2+,正极为石墨,电极反应为2Fe+2e-═2Fe2+,反应的总方程式为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+,
故答案为:正;2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+;
(3)①反应一段时间后,停止通电.向甲烧杯中滴入几滴酚酞,观察到石墨电极附近首先变红,说明在石墨电极上生成OH-离子,电极反应为:2H2O+2e-═2OH-+H2↑,
发生还原反应,为电解池的阴极,连接电源的负极,即M端为正极,N端为负极,阳极反应为Fe-2e-═Fe2+,故答案为:正;Fe-2e-═Fe2+;
②乙烧杯电解硫酸铜溶液,石墨为阳极,电极反应为4OH--4e-═O2↑+H2O,Cu为阴极,电极反应为Cu2++2e-═Cu,电解的总反应为2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+,
故答案为:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+;
③取出Cu电极,洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g,则生成Cu的物质的量为=0.01mol,转移的电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol,
根据甲烧杯产生气体的电极反应计算生成气体的体积,
2H2O+2e-═2OH-+H2↑,
2mol 22.4L
0.02mol V
V==0.224L,即224ml,故答案为:224.
如图所示是一套电化学实验装置,图中C、D均为铂电极,U为盐桥,G是灵敏电流计,其指针总是偏向电源正极。
(1)As(砷)位于元素周期表中第4周期ⅤA族,则Na3AsO4溶液的pH________ (填“>”“<”或“=”)7。
(2)向B杯中加入适量较浓的硫酸,发现G的指针向右偏移。此时A杯中的主要实验现象是_________________________,D电极上的电极反应式为________________。
(3)一段时间后,再向B杯中加入适量的质量分数为40%的氢氧化钠溶液,发现G的指针向左偏移。此时整套实验装置的总的离子方程式为______________________。
(4)再过一段时间后,G的指针逐渐归零,此时实验装置中的化学反应已经达到化学平衡状态,该反应的化学平衡常数的表达式为:K=___________________。
正确答案
(1)>
(2)无色溶液变成蓝色;
(3)
(4)
请仔细观察两种电池的构造示意图,完成下列问题
(1)碱性锌锰电池的总反应式:Zn+2MnO2+2H2O====2MnOOH+Zn(OH)2,则负极的电极反应式:________________________。
(2)碱性锌锰电池比普通锌锰电池(干电池)性能好,放电电流大。试从影响反应速率的因素分析其原因是
___________________________。
(3)某工厂回收废旧锌锰电池,其工艺流程如下
已知:生成氢氧化物的pH如下表
①经测定,“锰粉”中除含少量铁盐和亚铁盐外,主要成分应是MnO2、Zn(OH)2、__________。
②第一次加入H2O2后,调节pH=8.0。目的是_____________________。
③试列举滤液4的应用实例:_____________________________。
正确答案
(1)Zn+2OH--2e-====Zn(OH)2 (2)碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳,增大了反应物的接触面积,加快了反应速率,故放电电流大
(3)①MnOOH、碳粉;②除去Zn(OH)2和Fe(OH)3;③制备皓矾、回收金属锌等
扫码查看完整答案与解析