- 电化学基础
- 共22819题
如图所示表示的是电解饱和食盐水的装置,阴极材料、阳极材料都是碳棒,饱和食盐水中含有少量酚酞.
(1)接通电源后,饱和食盐水中的阳离子的移动方向是:向______极移动.
(2)电极上生成了气体A和B,生成气体A的电极反应式是______.
(3)随着气体的生成,饱和食盐水中产生了两种不同的颜色:一种是______色,其产生的位置是______(填“阴极区”或“阳极区”);另一种是______色,其产生的位置是______(填“阴极区”或“阳极区”).
正确答案
阴
2H++2e-=H2↑
红
阴极区
浅黄绿
“阳极区”
解析
解:(1)在电解池中,阳离子的移动方向是移向阴极,故答案为:阴;
(2)电解氯化钠溶液,和正极相连的是阳极,该极上产生氯气,另一极是阴极,该极上产生氢气,2H++2e-=H2↑,故答案为:2H++2e-=H2↑;
(3)电解氯化钠溶液,氯离子在阳极区失电子产生氯气,氯气溶于水得到的氯水,显示浅黄绿色,阴极区是氢离子发生还原反应,产生氢气,该极区显示碱性,碱遇到酚酞显示红色,故答案为:红;阴极区;浅黄绿色;阳极区.
在一个U形管里盛有氯化铜溶液,并插入两块锌片作电极,如图所示
(1)如果把电键K接A,这一装置形成______装置,Zn①极是______极,其电极反应式是______.
(2)上述反应进行5min后,转换电键K到C,这一装置形成______装置,Zn②极是______极,其电极反应式是______;
(3)上述装置进行2min后,再转换电键K到B,在Zn②极上发生的腐蚀属于______,Zn①极发生的腐蚀主要属于______.
正确答案
解:(1)如果把电键K接A,有外接电源,是电解池,和电源的正极相连的Zn①极是阳极,发生的电极反应为:
Zn═Zn2++2e-,故答案为:电解池;阳;Zn═Zn2++2e-;
(2)转换电键K到C,没有外接电源,是原电池,Zn①极失电子,所以为负极,Zn②极为正极,发生得电子的还原反应,电极反应为:Cu2++2e-→Cu,故答案为:原电池;正;Cu2++2e-═Cu;
(3)进行2min后,再转换电键K到B,Zn①极发生的反应为:Zn+CuCl2═Cu+ZnCl2,Zn②极上析出了铜,形成原电池,发生的电极反应为:负极:Zn-2e-→Zn2+,正极:Cu2++2e-═Cu
故在Zn②极上发生的腐蚀属于电化学腐蚀,Zn①极发生的腐蚀主要属于化学腐蚀,故答案为:电化学腐蚀;化学腐蚀.
解析
解:(1)如果把电键K接A,有外接电源,是电解池,和电源的正极相连的Zn①极是阳极,发生的电极反应为:
Zn═Zn2++2e-,故答案为:电解池;阳;Zn═Zn2++2e-;
(2)转换电键K到C,没有外接电源,是原电池,Zn①极失电子,所以为负极,Zn②极为正极,发生得电子的还原反应,电极反应为:Cu2++2e-→Cu,故答案为:原电池;正;Cu2++2e-═Cu;
(3)进行2min后,再转换电键K到B,Zn①极发生的反应为:Zn+CuCl2═Cu+ZnCl2,Zn②极上析出了铜,形成原电池,发生的电极反应为:负极:Zn-2e-→Zn2+,正极:Cu2++2e-═Cu
故在Zn②极上发生的腐蚀属于电化学腐蚀,Zn①极发生的腐蚀主要属于化学腐蚀,故答案为:电化学腐蚀;化学腐蚀.
有如图所示的电化学装置(盐桥内是饱和KNO3、琼脂)
I关闭K1,断开K2,当Y 是AgNO3、X是Fe(NO3)2,通电到5min时,银电极增重2.16g.
(1)N是______极,此时若将甲烧杯中溶液混合均匀,则溶液的pH=______(食盐水的体积为2L)
(2)前5min内石墨电极上的电极反应式为______,此阶段内,丙中阳离子浓度变化情况为______.(填“增大”“减小”或“不变”)
(3)5min时停止通电,将甲、乙装置中的溶液全部混合在一起,从理论上讲,得到的沉淀最多是______g.
II关闭K2、断开K1后,若电化学装置中的总反应式为Fe+2Ag+=Fe2++2Ag
(4)X、Y应该分别为______ (填序号)
A.Fe(NO3)2、AgNO3
B.FeC12、AgNO3
C.AgNO3、Fe(NO3)2.
正确答案
解:关闭K1,断开K2,乙和丙构成原电池,甲是电解池,Fe是负极,Ag是正极,银电极发生反应:Ag++e-=Ag,银电极增重2.16g,即析出金属银0.02mol,转移电子是0.02mol,
(1)Ag是正极,N是阳极,根据电极反应:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-,转移电子0.02mol,所以生成氢氧化钠物质的量是0.02mol,所以c(NaOH)=
=0.01mol/L,所以pH=12,故答案为:阳;12;
(2)石墨电极是阴极,发生反应:2H++2e-=H2↑,丙中发生反应:Ag++e-=Ag,阳离子浓度减小,故答案为:2H++2e-=H2↑;减小;
(3)5min时停止通电,将甲、乙装置中的溶液全部混合在一起,甲装置产生氢氧化钠是0.02mol,乙装置发生电极反应Fe-2e-=Fe2+,转移电子0.02mol,生成亚铁离子是0.02mol,将甲、乙装置中的溶液全部混合在一起,亚铁离子和氢氧根离子之间反应生成氢氧化亚铁沉淀,从理论上讲,得到的沉淀是氢氧化亚铁0.02mol,质量是0.02mol×90g/mol=1.8g,故答案为:1.8;
(4)根据盐桥原电池的构成特点,金属铁应该插入含有亚铁离子的盐溶液中,金属银插入含有银离子的盐溶液中,所以X、Y应该分别为Fe(NO3)2,AgNO3.
故选A.
解析
解:关闭K1,断开K2,乙和丙构成原电池,甲是电解池,Fe是负极,Ag是正极,银电极发生反应:Ag++e-=Ag,银电极增重2.16g,即析出金属银0.02mol,转移电子是0.02mol,
(1)Ag是正极,N是阳极,根据电极反应:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-,转移电子0.02mol,所以生成氢氧化钠物质的量是0.02mol,所以c(NaOH)=
=0.01mol/L,所以pH=12,故答案为:阳;12;
(2)石墨电极是阴极,发生反应:2H++2e-=H2↑,丙中发生反应:Ag++e-=Ag,阳离子浓度减小,故答案为:2H++2e-=H2↑;减小;
(3)5min时停止通电,将甲、乙装置中的溶液全部混合在一起,甲装置产生氢氧化钠是0.02mol,乙装置发生电极反应Fe-2e-=Fe2+,转移电子0.02mol,生成亚铁离子是0.02mol,将甲、乙装置中的溶液全部混合在一起,亚铁离子和氢氧根离子之间反应生成氢氧化亚铁沉淀,从理论上讲,得到的沉淀是氢氧化亚铁0.02mol,质量是0.02mol×90g/mol=1.8g,故答案为:1.8;
(4)根据盐桥原电池的构成特点,金属铁应该插入含有亚铁离子的盐溶液中,金属银插入含有银离子的盐溶液中,所以X、Y应该分别为Fe(NO3)2,AgNO3.
故选A.
已知在25°C、1.013×105Pa下,1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量,请回答下列问题:
(1)若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量______ (填“>”、“<”或“=”)570kJ
(2)美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置,其构造如右图所示:A、B两个电极均由多孔的碳块组成.该电池的正极为:______(填A或B).若该电池工作时增加了1mol H2O,电
路中转移电子的物质的量为______ mol.
(3)如果将上述装置中通入的H2改成CH4气体,也可以组成一个原电池装置,电池的总反应方程式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,则该电池的负极反应式为:______.
正确答案
解:(1)1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量,所以2mol氢气完全燃烧生成液态水放出570kJ的热量,但是液态水变为气态水时,要吸收一部分热量,所以2mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量<570kJ,故答案为:<;
(2)燃料电池中,正极上通的一定是氧气,所以B极是正极,根据电池反应:2H2+O22H2O,当生成2mol水时,转移电子为4mol,所以若该电池工作时增加了1mol H2O,电路中转移电子的物质的量为2mol,故答案为:B;2;
(3)燃料电池的负极一定是燃料失电子的过程,在碱性环境下,甲烷失电子的电极反应为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,故答案为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O.
解析
解:(1)1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量,所以2mol氢气完全燃烧生成液态水放出570kJ的热量,但是液态水变为气态水时,要吸收一部分热量,所以2mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量<570kJ,故答案为:<;
(2)燃料电池中,正极上通的一定是氧气,所以B极是正极,根据电池反应:2H2+O22H2O,当生成2mol水时,转移电子为4mol,所以若该电池工作时增加了1mol H2O,电路中转移电子的物质的量为2mol,故答案为:B;2;
(3)燃料电池的负极一定是燃料失电子的过程,在碱性环境下,甲烷失电子的电极反应为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,故答案为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O.
如图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放109g5.51%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和200g10.00%的K2SO4溶液.电极均为石墨电极.接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加.据此回答问题:
(1)电极b上发生的电极反应为______.
(2)电极b上生成的气体在标状况下的体积为______,此时甲烧杯中NaOH溶液的物质的量浓度为(设溶液的密度为1g/cm3)______.
(3)电极c的质量变化是______g,欲使电解后乙中的电解液恢复到起始状态,应该向溶液中加入适量的______(填字母编号).
A.Cu(OH)2 B.Cu2O C.CuCO3 D.Cu2(OH)2CO3
(4)其他条件不变,如果把乙装置改为电解精炼铜,则c电极的材料为______,d电极的材料为______.
正确答案
解:(1)甲为5.51%的NaOH溶液,b为阳极,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,电极方程式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,故答案为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;
(2)丙为200g10.00%的K2SO4溶液,通电时为电解水,其中m(K2SO4)=200g×10.00%=20g,
接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,设溶液的质量为m,则m×10.47%=20g,m=191g,电解水的质量为200g-191g=9g,n(H2O)=0.5mol,
由2H2O2H2↑+O2↑可知转移电子1mol电子,
电极b方程式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,转移1mol电子,生成0.25molO2,体积为5.6L,
甲也为电解水的电解装置,应减少水9g,则电解后NaOH溶液的质量为109g-9g=100g,体积为0.1L,
又n(NaOH)==0.15mol,
则c(NaOH)==1.5mol/L,
故答案为:5.6 L;1.5mol/L;
(3)电极c反应为Cu2++2e-=Cu,转移1mol电子生成0.5molCu,质量为32g,
电解硫酸铜溶液时阳极生成氧气,阴极生成铜,则欲使电解后乙中的电解液恢复到起始状态,应该向溶液中加入适量的CuCO3,
故答案为:32; C;
(4)把乙装置改为电解精炼铜,阴极应为纯铜,阳极为粗铜,故答案为:精铜或纯铜;粗铜.
解析
解:(1)甲为5.51%的NaOH溶液,b为阳极,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,电极方程式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,故答案为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;
(2)丙为200g10.00%的K2SO4溶液,通电时为电解水,其中m(K2SO4)=200g×10.00%=20g,
接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,设溶液的质量为m,则m×10.47%=20g,m=191g,电解水的质量为200g-191g=9g,n(H2O)=0.5mol,
由2H2O2H2↑+O2↑可知转移电子1mol电子,
电极b方程式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,转移1mol电子,生成0.25molO2,体积为5.6L,
甲也为电解水的电解装置,应减少水9g,则电解后NaOH溶液的质量为109g-9g=100g,体积为0.1L,
又n(NaOH)==0.15mol,
则c(NaOH)==1.5mol/L,
故答案为:5.6 L;1.5mol/L;
(3)电极c反应为Cu2++2e-=Cu,转移1mol电子生成0.5molCu,质量为32g,
电解硫酸铜溶液时阳极生成氧气,阴极生成铜,则欲使电解后乙中的电解液恢复到起始状态,应该向溶液中加入适量的CuCO3,
故答案为:32; C;
(4)把乙装置改为电解精炼铜,阴极应为纯铜,阳极为粗铜,故答案为:精铜或纯铜;粗铜.
研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源.该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电.关于该电池的下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气,该反应中,水是氧化剂,在电池中还可以担当溶剂,故A正确;
B、放电时正极上是水中的氢离子得电子,所以会有氢气生成,故B正确;
C、原电池中,阴离子移向原电池的负极,即放电时OH-向负极移动,故C错误;
D、锂水电池中,自发的氧化还原反应是金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气,即总反应为:2Li+2H2O=2LiOH+H2↑,故D正确.
故选C.
化学电池是将化学能转变成电能的装置,包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类.燃料电池是目前正在探索的一种新型电池,已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是:X极:O2+2H2O+4e-=4OH-、Y极:2H2+4OH-=4H2O+4e-,请回答下列问题:
(1)X是______极;Y极发生______反应(填“氧化”或“还原”)
(2)该电池总反应方程式为______
(3)若反应后的得到5.4g液态水,此时电池转移的电子数为______.(用NA表示)
已知铅蓄电池的总反应是:Pb+PbO2+2H2SO4⇌2PbSO4+2H2O,请回答:
(4)放电时,负极反应式是______.
正确答案
正
氧化
2H2+O2═2H2O
0.6NA
Pb+SO42--2e-=PbSO4
解析
解:(1)x 极:O2(g)+2H2O(l)+4e-→4OH-,该反应中O2得电子被还原,应为原电池的正极反应,则x为正极;y极:2H2(g)+4OH--4e-→4H2O(l),该反应中H2失电子被氧化,应为原电池的负极反应,则y为负极发生氧化反应;故答案为:正;氧化;
(2)总的电极反应式,是在两极得失电子守恒的情况下相加,即2H2+O2═2H2O,故答案为:2H2+O2═2H2O;
(3)设转移电子数为x,由总的电极反应式可知:
2H2O~~~~~4e-
36g 4NA
5.4g x
即x=0.6NA
故答案为:0.6NA;
(4)负极发生氧化反应,铅失去电子变成正2价的铅离子,所以电极反应式为:Pb+SO42--2e-=PbSO4,故答案为:Pb+SO42--2e-=PbSO4.
据报道,最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍,可连续使用一个月才充一次电.其电池反应为2CH3OH+3O2+4OH-2CO32-+6H2O,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A.充电时,碳酸根离子得电子生成甲醇,则有CH3OH生成的电极为阴极,故A错误;
B.充电时每生成1 mol CH3OH转移1mol×(4+2)=6mol电子,故B错误;
C.放电时,氢氧根离子参加反应,导致溶液中氢氧根离子浓度减小,溶液的pH逐渐减小,故C错误;
D.放电时,负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,故D正确;
故选D.
如图所示,甲、乙两池的电极材料都是铁棒与碳棒,丙池是电解精炼铜.
(1)甲池中盛有CuSO4溶液,反应一段时间后,有红色物质析出的是______棒,甲池中铁电极上电极反应式是______.
(2)乙池中盛有饱和NaCl溶液,总反应的化学方程式为______.若往乙池中滴入酚酞试液,______电极(填“Fe”或“C”)附近呈现红色.反应一段时间后,若要使溶液恢复到电解前的状态,可以向溶液中通入一定量的______.
(3)丙池中粗铜电极发生______(填“氧化”或“还原”)反应,反应过程中,Cu2+的浓度______(填“增大”、“减小”或“不变”).
正确答案
解:(1)①甲为原电池,Fe为负极,发生Fe+CuSO4═FeSO4+Cu,所以碳电极上生成红色物质Cu,铁电极是负极,该电极上电极反应式是Fe-2e-═Fe2+,
故答案为:碳;Fe-2e-═Fe2+;
(2)电解NaCl溶液生成NaOH、氢气、氯气,离子反应为2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH,若往乙池中滴入酚酞试液,在阴极铁电极上氢离子放电,氢氧根离子浓度增加,所以阴极区域显示红色,应一段时间后,若要使溶液恢复到电解前的状态,可以向溶液中通入一定量的HCl气体,
故答案为:2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH;Fe;HCl气体;
(3)丙池中粗铜电极是阳极,发生氧化反应,在阳极上是依次是金属锌、铁、镍、铜放电,但是在阴极上始终是铜离子得电子,所以反应过程中,Cu2+的浓度逐渐减小,故答案为:氧化;减小.
解析
解:(1)①甲为原电池,Fe为负极,发生Fe+CuSO4═FeSO4+Cu,所以碳电极上生成红色物质Cu,铁电极是负极,该电极上电极反应式是Fe-2e-═Fe2+,
故答案为:碳;Fe-2e-═Fe2+;
(2)电解NaCl溶液生成NaOH、氢气、氯气,离子反应为2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH,若往乙池中滴入酚酞试液,在阴极铁电极上氢离子放电,氢氧根离子浓度增加,所以阴极区域显示红色,应一段时间后,若要使溶液恢复到电解前的状态,可以向溶液中通入一定量的HCl气体,
故答案为:2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH;Fe;HCl气体;
(3)丙池中粗铜电极是阳极,发生氧化反应,在阳极上是依次是金属锌、铁、镍、铜放电,但是在阴极上始终是铜离子得电子,所以反应过程中,Cu2+的浓度逐渐减小,故答案为:氧化;减小.
(2014春•赫山区校级月考)Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质,电解质溶液为KOH 溶液,电池放电时总反应方程式为:Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4+2Ag.下列有关该电池的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.放电时,负极电极反应式为2Zn-4e-+8OH-═2Zn(OH)42-,氢氧根离子参加反应,则溶液的碱性减小,所以负极区域溶液的PH减小,故A错误;
B.该反应中Zn失电子化合价升高、Ag元素得电子化合价降低,则K2Zn(OH)4是氧化产物,Ag是还原产物,故B错误;
C.根据2Zn-4e-+8OH-═2Zn(OH)42-知,每生成1mol K2Zn(OH)4转移2mol电子,故C正确;
D.正极上Ag2O2得电子发生还原反应,电极反应为Ag2O2+4e-+2H2O═2Ag+4OH-,故D错误;
故选C.
关于下图所示各装置的叙述中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A.该装置是原电池,铁作负极,铜作正极,负极上铁失电子,正极上铁离子得电子,电池反应式为:
Fe+2Fe3+═3Fe2+,故A错误;
B.该装置是原电池,铁作负极,负极上铁失电子生成亚铁离子,电极反应式为:Fe-2e-═Fe2+,故B错误;
C.氢氧化铁胶粒带正电荷,该装置是电解池,电解池工作时,带正电荷的氢氧化铁微粒向阴极II移动,所以石墨Ⅱ电极附近溶液红褐色加深,故C正确;
D.根据电流方向知,a是正极,b是负极,则c是阳极d是阴极,电解精炼铜时,粗铜是c,纯铜是d,故D错误;
故选C.
原电池与电解池在化学工业中有广泛应用.如右图装置,a为CuCl2溶液,X为Fe棒,Y为碳棒,回答以下问题:
(1)若断开K1,闭合K2,则:
①该装置为______;
②X电极上的电极反应式为______;
③电解液中的阳离子向______极移动(填X或Y)
(2)若若断开K2,闭合K1,则
①该装置的总反应为______;
②若线路中通过3.01ⅹ1022的电子,则X极上析出物的质量为______;
③检验Y电极反应产物的方法是______.
正确答案
解:(1)①若断开K1,闭合K2,则形成了原电池,铁为负极,碳棒为正极,
故答案为:原电池;
②负极铁失去电子生成亚铁离子,电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,
故答案为:Fe-2e-=Fe2+;
③X为负极、Y为正极,外电路中电流从Y流向X,溶液中电流从X流向Y,则正电荷流向Y,
故答案为:Y;
(2)①若断开K2,闭合K1,则构成了电解质,电解硫酸铜溶液:CuCl2Cu+Cl2↑,Y(碳棒)为阳极,X(铁)为阴极,阳极氯离子失去电子生成氯气,阴极铜离子得到电子生成铜单质,
故答案为:CuCl2Cu+Cl2↑;
②若线路中通过3.01ⅹ1022的电子,电子的物质的量为:=0.05mol,X极上析出铜,根据电子守恒,则X极上析出铜的质量为:64g/mol×
=1.6g,
故答案为:1.6g;
③Y为阳极,氯离子失去电子生成氯气,检验氯气的方法为:用湿润的淀粉碘化钾试纸置于支管口处,试纸变蓝说明有氯气生成,
故答案为:用湿润的淀粉碘化钾试纸置于支管口处,试纸变蓝说明有氯气生成.
解析
解:(1)①若断开K1,闭合K2,则形成了原电池,铁为负极,碳棒为正极,
故答案为:原电池;
②负极铁失去电子生成亚铁离子,电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,
故答案为:Fe-2e-=Fe2+;
③X为负极、Y为正极,外电路中电流从Y流向X,溶液中电流从X流向Y,则正电荷流向Y,
故答案为:Y;
(2)①若断开K2,闭合K1,则构成了电解质,电解硫酸铜溶液:CuCl2Cu+Cl2↑,Y(碳棒)为阳极,X(铁)为阴极,阳极氯离子失去电子生成氯气,阴极铜离子得到电子生成铜单质,
故答案为:CuCl2Cu+Cl2↑;
②若线路中通过3.01ⅹ1022的电子,电子的物质的量为:=0.05mol,X极上析出铜,根据电子守恒,则X极上析出铜的质量为:64g/mol×
=1.6g,
故答案为:1.6g;
③Y为阳极,氯离子失去电子生成氯气,检验氯气的方法为:用湿润的淀粉碘化钾试纸置于支管口处,试纸变蓝说明有氯气生成,
故答案为:用湿润的淀粉碘化钾试纸置于支管口处,试纸变蓝说明有氯气生成.
如图为锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池,请写出负极、以及电池总反应.
电子的流动方向是:______;
负极:______;
正极:______;
电池的总反应:______.
正确答案
解:铜、锌、硫酸铜溶液构成原电池中,易失电子的锌作负极,负极上锌失电子发生氧化反应,Zn-2e-=Zn2+,铜作正极,正极上得电子发生还原反应Cu2++2e-=Cu,总反应是Cu2++Zn=Cu+Zn2+,电子从负极锌沿导线流向正极铜,
故答案为:从负极锌沿导线流向正极铜;Zn-2e-=Zn2+;Cu2++2e-=Cu;Cu2++Zn=Cu+Zn2+.
解析
解:铜、锌、硫酸铜溶液构成原电池中,易失电子的锌作负极,负极上锌失电子发生氧化反应,Zn-2e-=Zn2+,铜作正极,正极上得电子发生还原反应Cu2++2e-=Cu,总反应是Cu2++Zn=Cu+Zn2+,电子从负极锌沿导线流向正极铜,
故答案为:从负极锌沿导线流向正极铜;Zn-2e-=Zn2+;Cu2++2e-=Cu;Cu2++Zn=Cu+Zn2+.
在由铜片、锌片和200mL稀硫酸组成的原电池中,若锌片只发生电化学腐蚀,当在铜片上放出3.36L(标准状况)的H2时,硫酸恰好用完,则:①产生这些气体消耗的锌的质量是多少?②通过导线的电子的物质的量是多少?③原稀硫酸的物质的量浓度是多少?④若整个反应用时5分钟,则用H+表示该反应的平均速率为多少?
正确答案
解:①铜片、锌片和稀硫酸组成的原电池中,金属锌为负极,电极反应为:Zn-2e-→Zn2+,金属铜为正极,电极反应为:2H++2e-→H2↑,当在铜片上放出3.36L(标准状况)即
0.15mol的H2时,转移电子为0.3mol,在负极消耗金属锌为0.15mol,质量为:0.15mol×65g/mol=9.75g,答:产生这些气体消耗的锌的质量是9.75 g;
②铜片、锌片和稀硫酸组成的原电池中,金属锌为负极,电极反应为:Zn-2e-→Zn2+,金属铜为正极,电极反应为:2H++2e-→H2↑,当在铜片上放出3.36L(标准状况)即0.15mol
的H2时,转移电子为0.3mol,答:通过导线的电子的物质的量是0.3mol;
③金属铜为正极,电极反应为:2H++2e-→H2↑,当在铜片上放出3.36L(标准状况)即0.15mol的H2时,转移电子为0.3mol,消耗氢离子的物质的量为0.3mol,即200mL稀硫酸中硫酸的物质的量为0.15mol,稀硫酸的物质的量浓度c==
=0.75mol/L,答:原稀硫酸的物质的量浓度是0.75mol/L;
④H+表示该反应的平均速率==0.3 mol•L-1•min-1,答:用H+表示该反应的平均速率为0.3 mol•L-1•min-1.
解析
解:①铜片、锌片和稀硫酸组成的原电池中,金属锌为负极,电极反应为:Zn-2e-→Zn2+,金属铜为正极,电极反应为:2H++2e-→H2↑,当在铜片上放出3.36L(标准状况)即
0.15mol的H2时,转移电子为0.3mol,在负极消耗金属锌为0.15mol,质量为:0.15mol×65g/mol=9.75g,答:产生这些气体消耗的锌的质量是9.75 g;
②铜片、锌片和稀硫酸组成的原电池中,金属锌为负极,电极反应为:Zn-2e-→Zn2+,金属铜为正极,电极反应为:2H++2e-→H2↑,当在铜片上放出3.36L(标准状况)即0.15mol
的H2时,转移电子为0.3mol,答:通过导线的电子的物质的量是0.3mol;
③金属铜为正极,电极反应为:2H++2e-→H2↑,当在铜片上放出3.36L(标准状况)即0.15mol的H2时,转移电子为0.3mol,消耗氢离子的物质的量为0.3mol,即200mL稀硫酸中硫酸的物质的量为0.15mol,稀硫酸的物质的量浓度c==
=0.75mol/L,答:原稀硫酸的物质的量浓度是0.75mol/L;
④H+表示该反应的平均速率==0.3 mol•L-1•min-1,答:用H+表示该反应的平均速率为0.3 mol•L-1•min-1.
(2015春•青海校级月考)如图是常见原电池装置,电流表G发生偏转:
(1)若两个电极分别是Zn、Cu,电解质溶液是稀硫酸,正极的电极反应式为______;如果把电解质溶液换成硫酸铜溶液,则正极的电极反应式为______.
(2)若总反应是2FeCl3+Fe═3FeCl2,则可以做负极材料的是______,负极上发生的电极反应是______.
(3)若电解质溶液是稀硫酸,Mg、Al两种金属做电极,则Mg电极的电极反应式为______;若电解质溶液换作稀氢氧化钠溶液,Mg、Al两金属做电极,则Mg是______(填“正极”或“负极”),总反应的离子方程式是______.正极的电极反应式为______.
(4)若电解质溶液是浓硝酸,Al、Cu两种金属做电极,则Al电极的电极反应式为______;Cu电极的电极反应式为______.
正确答案
解:(1)将Zn棒和Cu棒用导线连接后,若电解质溶液为稀硫酸,则锌为负极,铜为正极,负极反应为Zn-2e-=Zn2+,正极反应为:2H++2e-=H2↑,在正极上有气体生成;将Zn棒和Cu棒用导线连接后,若电解质为硫酸铜溶液,则在正极上析出铜,锌为负极,负极反应为Zn-2e-=Zn2+,正极反应为Cu2++2e-=Cu,
故答案为:2H++2e-=H2↑;Cu2++2e-=Cu;
(2)由反应“2FeCl3+Fe=3FeCl2”可知,反应中铁失电子而被氧化,应为原电池负极,负极上铁失电子发生氧化反应,正极上铁离子得电子发生还原反应,其电极反应式为:负极为Cu-2e-=Cu2+,正极为2Fe3++2e-=2Fe2+,
故答案为:Fe;Fe-2e-=Fe2+;
(3)Mg、Al两种金属做电极,若电解质溶液是稀硫酸,Mg失电子是负极,电极反应式为:Mg-2e-=Mg2+;若电解质溶液换作稀氢氧化钠溶液,Al失电子是负极,Mg为正极,正反应的离子方程式为:2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑,正极的电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
,故答案为:Mg-2e-=Mg2+;正极;2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑;2H2O+2e-=H2↑+2OH-;
(4)铝和浓硝酸发生钝化现象,阻止了铝与硝酸的反应,铜失电子发生氧化反应作负极,铝作正极,电极反应式为:4H++2e-+2NO3-=2NO2↑+2H2O;负极上发生氧化反应,负极为Cu-2e-=Cu2+,故答案为:4H++2e-+2NO3-=2NO2↑+2H2O;Cu-2e-=Cu2+.
解析
解:(1)将Zn棒和Cu棒用导线连接后,若电解质溶液为稀硫酸,则锌为负极,铜为正极,负极反应为Zn-2e-=Zn2+,正极反应为:2H++2e-=H2↑,在正极上有气体生成;将Zn棒和Cu棒用导线连接后,若电解质为硫酸铜溶液,则在正极上析出铜,锌为负极,负极反应为Zn-2e-=Zn2+,正极反应为Cu2++2e-=Cu,
故答案为:2H++2e-=H2↑;Cu2++2e-=Cu;
(2)由反应“2FeCl3+Fe=3FeCl2”可知,反应中铁失电子而被氧化,应为原电池负极,负极上铁失电子发生氧化反应,正极上铁离子得电子发生还原反应,其电极反应式为:负极为Cu-2e-=Cu2+,正极为2Fe3++2e-=2Fe2+,
故答案为:Fe;Fe-2e-=Fe2+;
(3)Mg、Al两种金属做电极,若电解质溶液是稀硫酸,Mg失电子是负极,电极反应式为:Mg-2e-=Mg2+;若电解质溶液换作稀氢氧化钠溶液,Al失电子是负极,Mg为正极,正反应的离子方程式为:2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑,正极的电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-
,故答案为:Mg-2e-=Mg2+;正极;2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑;2H2O+2e-=H2↑+2OH-;
(4)铝和浓硝酸发生钝化现象,阻止了铝与硝酸的反应,铜失电子发生氧化反应作负极,铝作正极,电极反应式为:4H++2e-+2NO3-=2NO2↑+2H2O;负极上发生氧化反应,负极为Cu-2e-=Cu2+,故答案为:4H++2e-+2NO3-=2NO2↑+2H2O;Cu-2e-=Cu2+.
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