- 原电池工作原理的实验探究
- 共4125题
(12分)(1)右图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水(滴有酚酞)原理示意图,E口产生H2,电解食盐水的离子方程式为: ,溶液变红色的是: 区(填A或B)。
(2)电化腐蚀是钢铁发生腐蚀的主要原因,又可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀,发生吸氧腐蚀的电极反应式:负极 正极
(3)下图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
此装置中进行的反应是可逆反应,其反应方程式式为:AsO43-+2I-+H+ AsO33-+I2+H2O,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
正确答案
⑴2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-;溶液变红色的是 B区;
⑵吸氧腐蚀的电极反应式:负极 Fe- 2e-=Fe2+ 正极 O2+4e-+2H2O=4OH-
⑶实验现象是 溶液由无色变蓝色 电极反应式为 AsO43-+2e-+2H+=AsO33-+H2O
试题分析:(1)电解时在溶液中阳离子Na+、H+的放电能力H+ >Na+,所以在阴极发生反应:2H++2e-= H2↑,随着H+的不断放电,破坏了附近的水的电离平衡,最终使附近的水溶液显碱性,所以滴加酚酞溶液变为红色。即B区溶液变为红色;由于阴离子的沸点能力:Cl->OH-,在阳极Cl-放电产生氯气2Cl—2e-= Cl2↑,电解的总方程式为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。(2)钢铁发生吸氧腐蚀时Fe作负极,杂质C作正极。负极的电极反应式Fe- 2e-=Fe2+;正极的电极反应使是O2+4e-+2H2O=4OH-。(3)根据盐桥的示意图可知:在A杯中I-失去电子变为I2,I2遇淀粉变为蓝色。因此A烧杯的主要实验现象是溶液由无色变蓝色;在D电极上发生的电极反应为AsO43-+2e-+2H+=AsO33-+H2O。因此C为负极,D为正极。
选择适宜的材料和试剂设计一个原电池,完成下列反应:
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
(1)画出装置图,并标明各部分材料名称。
(2)负极材料 ,正极材料 ,电解质溶液是 。
(3)写出电极反应式:
负极: _______________________
正极: _______________________
正确答案
(1)(2分)
(2)锌片 铜片 CuSO4溶液(每空1分)
(3)负极:Zn-2e-Zn2+(2分)
正极:Cu2++2e- Cu(2分)
设计原电池一定要满足原电池的构成条件。
(正常进度)
(1)写出以30%KOH溶液为电解质溶液,甲烷燃料电池的负极电极反应式______。
(2)在标准状况下,甲烷和氧气的混合气体224mL,充分燃烧后,将生成的气体通入100mL 0.02mol/L的石灰水,得到0.1g白色沉淀。求混合气体中甲烷和氧气的体积比。
正确答案
(1)CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O (3分)(2)①如果氢氧化钙过量,甲烷与氧气的体积比为1:9;②如果CO2过量,烷与氧气的体积比为3:7
(1)在原电池中负极失去电子,发生氧化反应。所以甲烷在负极通入。由于电解质是氢氧化钾,所以负极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。
(2)考查根据方程式进行的有关计算。
有关反应的化学方程式为:CH4+2O2=CO2+2H2O、CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O、
CaCO3+CO2+H2O====Ca(HCO3)2
混合气是0.224L÷22.4L/mol=0.01mol,氢氧化钙是0.02mol/L×0.1L=0.002mol,生成的碳酸钙是0.1g÷100g/mol=0.001mol。则
①如果氢氧化钙过量,则反应中生成的CO2就是0.001mol,则氧气就是0.009mol,所以甲烷与氧气的体积比为1:9
②如果CO2过量,生成碳酸钙沉淀又被剩余的CO2反应生成碳酸氢钙。则生成的CO2为0.03mol,则氧气就是0.007mol,所以甲烷与氧气的体积比为3:7
(8分)在以铁、铜为两电极的原电池中,如图所示:
(1)若电解质溶液为稀硫酸,则铜电极上的电极反应式为: ;原电池总反应的离子方程式: ;
(2)若电解质溶液为浓硝酸, 则铁电极上的电极反应式为: ;当电路中通过了1mol的电子时,则在某极上生成了标准状况下的气体体积为: L。
正确答案
(1) 2H++2e-= H2↑;2H++Fe= Fe2++H2↑;
(2) NO3-+2H++e-= NO2↑+ H2O;22.4。
(1)在原电池中较活泼的金属作负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极上,所以溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。正极得到电子,发生还原反应。铁比铜活泼,铁是负极,铜是正极,溶液中的氢离子得到电子。
(2)如果是浓硝酸,由于铁会发生钝化,所以作负极的是铜,失去电子而溶解。铁是正极,溶液中的NO3-得到电子,反应式为NO3-+2H++e-= NO2↑+ H2O。根据电极反应式可知,当电路中通过了1mol的电子时,生成NO2的体积在标准状况下为22.4L。
根据右图装置回答:
(1)原电池的负极材料是
(2)Cu片上发生 反应。(填“氧化”或“还原”)
(3)电流方向由 流向 (填“Zn”或“Cu”)
(4)写出电极反应式
负极:
正极:
总反应:
正确答案
(12分)(1) Zn(2分) (2)还原 (2分) (3) Cu ;Zn (2分)
(4)负极: Zn – 2e- = Zn2+ (2分) 正极: Cu2+ + 2e- = Cu (2分)
总反应: Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu (写化学方程式也可以) (2分)
试题分析:原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应。锌比铜活泼,所以锌是负极,失去电子,发生氧化反应。铜是正极,溶液中的铜离子得到电子,发生还原反应。电流方向是从铜流向锌。
点评:该题主要是考查学生对原电池原理的熟悉了解程度,意在检验学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题的关键是明确原电池的工作原理,并能结合题意灵活运用即可。有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性,也有助于培养学生的逻辑推理能力和规范答题能力。
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