- 电化学基础
- 共22819题
把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸,分别用导线两两连接可以组成原电池.a、b相连时,a 为负极;c、d相连时,电流方向为d→c;a、c相连时,c极产生大量气泡;b、d相连时,d极上发生氧化反应.这四种金属的活动性由强到弱的顺序是______.
正确答案
acdb
解析
解:在原电池中,作原电池负极的金属较活泼、作正极的金属较不活泼,电流从正极沿导线流向负极,正极上得电子发生还原反应,负极上失电子发生氧化反应,
a、b相连时,a 为负极,则金属活动性a>b;
c、d相连时,电流方向为d→c,则金属活动性c>d;
a、c相连时,c极产生大量气泡,则金属活动性a>c;
b、d相连时,d极上发生氧化反应,则金属活动性d>b,
通过以上分析知,金属活动性强弱顺序是acdb,
故答案为:acdb.
下列叙述的原因不是由于原电池造成的是( )
正确答案
解析
解:A、含杂质的锌、酸形成原电池,金属锌做负极时比纯锌与酸反应快,是由于原电池造成的,故A错误;
B、金属在潮湿空气中,因为发生吸氧腐蚀,加快了金属腐蚀的速率,是由于原电池造成的,故B错误;
C、铁与酸反应中,滴加硫酸铜后会形成铁、铜硫酸原电池,金属铁做负极,加快化学反应速率,是由于原电池造成的,故C错误;
D、工厂中的铁锅炉易破损,主要是由于铁与工厂里的气体反应,是化学腐蚀,故D正确.
故选D.
(1)化学在环境保护中趁着十分重要的作用,催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染.电化学降解NO
的原理如图所示.
①直流电源A为______极,阳极反应式为______.
②若电解过程中转移了2mol电子,则电源B端连接的电极产生的标况下的气体体积为______ L.
正确答案
解:(1)①由图示知在Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应,因此Ag-Pt电极为阴极,则B为负极,A为电源正极;阳极是氢氧根离子放电,生成氧气,所以电极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑,故答案为:正;4OH--4e-=2H2O+O2↑;
②阴极上发生的电极反应式为:2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O,
10mol 22.4L
2mol V
则V==4.48L,故答案为:4.48.
解析
解:(1)①由图示知在Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应,因此Ag-Pt电极为阴极,则B为负极,A为电源正极;阳极是氢氧根离子放电,生成氧气,所以电极反应式为:4OH--4e-=2H2O+O2↑,故答案为:正;4OH--4e-=2H2O+O2↑;
②阴极上发生的电极反应式为:2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O,
10mol 22.4L
2mol V
则V==4.48L,故答案为:4.48.
如图表示一个电解池,装有电解液a、X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连.请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性石墨电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,在X极附近观察到的现象是______;Y电极上的电极反应式是______,将Y电极反应产物通入Na2S溶液观察到的现象是______.电解NaCl溶液的离子方程式是______.某厂现有50台电解槽,每台平均每天消耗2.925×105 g食盐,电解生成的Cl2与H2按体积比1:1.15合成质量分数为36.5%的盐酸.不考虑损耗,理论上一天可生产36.5%的盐酸______t.(保留三位有效数字)
(2)若要在铁制品上镀一定厚度的Ag,Y电极反应式为______,工作一段时间后pH将______(填“增大”或“减小”或“不变”)
(3)若X、Y都是铂电极,电解某金属M的氯化物(MCl2)溶液,当收集到1.12L氯气时(标准状况),阴极增重3.2g.该金属的相对原子质量是______.
正确答案
解:(1)和电源的负极相连的电极X极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑,所以该电极附近氢氧根浓度增大,碱性增强,滴入几滴酚酞试液会变红,Y电极与电源的正极相连,所以Y是阳极发生氧化反应,电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑,氯气与硫化钠反应生成单质硫,所以现象为溶液中产生黄色沉淀产生,电解NaCl溶液的离子方程式是:2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-,2.925×105 g食盐的物质的量为
=5×103mol,所以产生氯气和氢气的物质的量均为:
=1.25×105 mol,Cl2与H2按体积比1:1.15通入合成塔,所以通入合成塔的H2为1×105mol,Cl2为1×105mol,则生成氯化氢的物质的量为:2×105mol,所以质量为73×105g,所以理论上一天可生产36.5%的盐酸质量为20t,
故答案为:有无色气泡产生,溶液变红; 2Cl--2e-=Cl2↑;溶液中产生黄色沉淀产生; 2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-;20;
(2)要镀一定厚度的Ag,所以银离子在阴极放电生成单质银,所以电极反应式为:Ag++e-=Ag;阳极氢氧根离子放电,生成氧气,氢氧根离子的浓度减小,所以工作一段时间后pH将减小,故答案为:Ag++e-=Ag;减小;
(3)氯气的物质的量为:n(Cl2)==0.05mol,则n(X2+)=0.05mol,金属的摩尔质量为:M=
=
=64g/mol,故答案为:64.
解析
解:(1)和电源的负极相连的电极X极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑,所以该电极附近氢氧根浓度增大,碱性增强,滴入几滴酚酞试液会变红,Y电极与电源的正极相连,所以Y是阳极发生氧化反应,电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑,氯气与硫化钠反应生成单质硫,所以现象为溶液中产生黄色沉淀产生,电解NaCl溶液的离子方程式是:2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-,2.925×105 g食盐的物质的量为
=5×103mol,所以产生氯气和氢气的物质的量均为:
=1.25×105 mol,Cl2与H2按体积比1:1.15通入合成塔,所以通入合成塔的H2为1×105mol,Cl2为1×105mol,则生成氯化氢的物质的量为:2×105mol,所以质量为73×105g,所以理论上一天可生产36.5%的盐酸质量为20t,
故答案为:有无色气泡产生,溶液变红; 2Cl--2e-=Cl2↑;溶液中产生黄色沉淀产生; 2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-;20;
(2)要镀一定厚度的Ag,所以银离子在阴极放电生成单质银,所以电极反应式为:Ag++e-=Ag;阳极氢氧根离子放电,生成氧气,氢氧根离子的浓度减小,所以工作一段时间后pH将减小,故答案为:Ag++e-=Ag;减小;
(3)氯气的物质的量为:n(Cl2)==0.05mol,则n(X2+)=0.05mol,金属的摩尔质量为:M=
=
=64g/mol,故答案为:64.
请完成下列填空:
(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:
①理论上产生氢气的体积(标准状况)为______L;
②通过导线的电量为______C.(已知NA=6.02×1023/mol,电子电荷为1.60×10-19C)
正确答案
Zn-2e-═Zn2+
2H++2e-═H2↑
4.48
3.85×104
解析
解:(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,锌做负极,失电子发生氧化反应,电极反应为:Zn-2e-═Zn2+,银片做正极,溶液中氢离子在银电极得到电子发生还原反应,电极反应为:2H++2e-═H2↑,
故答案为:Zn-2e-═Zn2+;2H++2e-═H2↑;
(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,分析可知电极质量减小的是负极反应的锌的质量,物质的量==0.2mol;
①锌做负极,失电子发生氧化反应,电极反应为:Zn-2e-═Zn2+,银片做正极,溶液中氢离子在银电极得到电子发生还原反应,电极反应为:2H++2e-═H2↑,依据电子守恒可知,转移电子物质的量为0.4mol,生成氢气物质的量为0.2mol,标准状况下体积=0.2mol×22.4L/mol=4.48L,
故答案为:4.48;
②依据计算得到转移电子物质的量为0.4mol,换算为电量=0.4mol×6.02×1023/mol×1.60×10-19C=3.85×104C,
故答案为:3.85×104.
下列关于如图所示原电池装置的叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、Zn、Cu、硫酸构成的原电池中,活泼金属锌做负极,金属铜做正极,故A错误;
B、原电池的正极Cu片极上的反应是:2H++2e-→H2↑,金属Cu质量不变,故B错误;
C、该原电池的正极反应是:2H++2e-→H2↑,氢离子在铜片表面被还原,故C正确;
D、原电池中电流从正极流向负极,即从铜片经导线流向锌片,故D错误.
故选C.
一种处理废铅蓄电池的主要工艺流程如下:
(1)铅蓄电池中的两个电极分别为Pb和Pb02,放电时Pb02作电池的______(填“正”或“负”)极.
(2)下列对聚丙烯、硬橡胶等处理方法正确的是______(填序号).
A.直接填埋;B.露天焚烧;C.粉碎还田;D.回收再生
(3)湿法溶解时,加入酸化过的FeS04.溶液将Pb02还原为PbS04.,该反应的离子方程式为______.
(4)湿法溶解时,加入石灰可以除去的杂质离子是______(填序号).
A.Fe3+
B.
(5)电解硫酸钠溶液的装置如图所示,图中阳极产生的气体B为______(填分子式);阴汲的电极反应式为______.
正确答案
正
D
PbO2+2Fe2++4H++SO42-=PbSO4+2Fe3++2H2O
AB
O2
2H++2e-=H2↑
解析
解:(1)铅蓄电池放电时是原电池,铅失电子作负极,则二氧化铅为正极,故答案为:正;
(2)聚丙烯、硬橡胶都属于有机物,
A.如果填埋不仅浪费能源,还污染环境,故错误;
B.露天焚烧,产生有毒气体污染环境,故错误;
C.粉碎还田,聚丙烯和硬橡胶难降解,污染环境且浪费资源,故错误;
D.聚丙烯和硬橡胶能回收利用,减少资源浪费,故正确;
故选D;
(3)Pb02还原为PbS04,则FeS04被氧化生成硫酸铁,其离子反应方程式为:PbO2+2Fe2++4H++SO42-=PbSO4+2Fe3++2H2O,
故答案为:PbO2+2Fe2++4H++SO42-=PbSO4+2Fe3++2H2O;
(4)加入石灰,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧根离子和铁离子能产生沉淀,硫酸根离子和二氧化铅能反应生成难溶性的硫酸铅,所以铁离子和硫酸根离子都能除去,故选AB;
(5)电解硫酸钠时,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,阴极上氢离子放电生成氢气,其电极反应式为2H++2e-=H2↑,故答案为:O2;2H++2e-=H2↑.
市场上出售的“热敷袋”其中主要成分是铁屑、炭粉、木屑和少量的NaCl、水等.热敷袋在启用前用塑料袋使之与空气隔绝,启用时打开塑料袋轻轻揉搓,就会放出热量,使用完后,会发现袋内有许多铁屑生成,请回答这些问题:
(1)热敷袋放出的热量来源于______放出的热量;
(2)碳粉的作用是______;
(3)加入NaCl的作用是______;
(4)写出有关的电极反应式和化学方程式______.
正确答案
解:(1)铁、碳和氯化钠溶液能自发进行氧化还原反应而构成原电池,这几种物质混合时化学能转化为热能,所以热敷袋放出的热量来源于氧化还原反应放出的热量,故答案为:氧化还原反应;
(2)碳粉和铁活泼性不同,且都导电;氯化钠是强电解质,易溶于水;碳粉、铁、氯化钠溶液构成了原电池,碳的活泼性比铁小,所以作正极,因为形成原电池,从而加速铁的氧化,
故答案为:与铁粉、氯化钠溶液构成原电池,加速铁的氧化;
(3)氯化钠是强电解质,易溶于水,溶于水后得到电解质溶液,故答案为:氯化钠溶于水形成电解质溶液,加速铁被氧化;
(4)铁的活泼性大于碳的,在构成的原电池中,铁作负极,铁失去电子被氧化,所以负极反应是:Fe-2e-═Fe2+,正极上是氧气发生得电子的还原反应,即O2+2H2O+4e-═4OH-,金属铁的吸氧腐蚀过程发生的全部反应为:2Fe+O2+2H2O═2Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3、2Fe(OH)3═Fe2O3•nH2O+(3-n)H2O,
故答案为:Fe-2e-═Fe2+;O2+2H2O+4e-═4OH-;2Fe+O2+2H2O═2Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3、2Fe(OH)3═Fe2O3•nH2O+(3-n)H2O.
解析
解:(1)铁、碳和氯化钠溶液能自发进行氧化还原反应而构成原电池,这几种物质混合时化学能转化为热能,所以热敷袋放出的热量来源于氧化还原反应放出的热量,故答案为:氧化还原反应;
(2)碳粉和铁活泼性不同,且都导电;氯化钠是强电解质,易溶于水;碳粉、铁、氯化钠溶液构成了原电池,碳的活泼性比铁小,所以作正极,因为形成原电池,从而加速铁的氧化,
故答案为:与铁粉、氯化钠溶液构成原电池,加速铁的氧化;
(3)氯化钠是强电解质,易溶于水,溶于水后得到电解质溶液,故答案为:氯化钠溶于水形成电解质溶液,加速铁被氧化;
(4)铁的活泼性大于碳的,在构成的原电池中,铁作负极,铁失去电子被氧化,所以负极反应是:Fe-2e-═Fe2+,正极上是氧气发生得电子的还原反应,即O2+2H2O+4e-═4OH-,金属铁的吸氧腐蚀过程发生的全部反应为:2Fe+O2+2H2O═2Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3、2Fe(OH)3═Fe2O3•nH2O+(3-n)H2O,
故答案为:Fe-2e-═Fe2+;O2+2H2O+4e-═4OH-;2Fe+O2+2H2O═2Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3、2Fe(OH)3═Fe2O3•nH2O+(3-n)H2O.
如图为相互串联的甲乙两个电解池,请回答:
(1)甲池为用电解原理精炼铜的装置,A极材料是______,电极反应为______,B极是材料是______,电解质溶液为______.
(2)乙池中滴入少量酚酞试液,开始一段时间后,Fe极附近呈______色,电极反应为______.
(3)反应中甲槽阴极增重12.8g,则乙槽阳极放出气体在标准状况下 的体积为______.
(4)此时乙槽剩余液体为400mL,则电解后得到溶液pH为______.
正确答案
精铜
Cu2++2e-=Cu
粗铜
CuSO4溶液
红
2H++2e-=H2↑
4.48L
14
解析
解:图示是两个串联的电解池,依据电源判断A为阴极,B为阳极,Fe为阴极,C为阳极;
(1)依据电解原理精炼铜的装置是粗铜做阳极,精铜做阴极;含铜离子的溶液做电解质溶液;所以A极是阴极;材料是精铜;电极反应为:Cu2++2e-=Cu;B为阳极;材料是粗铜;电极反应主要为:Cu-2e-=Cu2+;电解质溶液是CuSO4溶液;
故答案为:精铜;Cu2++2e-=Cu;粗铜;CuSO4溶液;
(2)乙池中是电解饱和食盐水,溶液中的氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气,破坏了水的电离平衡,氢氧根离子浓度增大,遇酚酞变红,即Fe电极附近变红;
故答案为:红;2H++2e-=H2↑;
(3)甲池是精炼铜,增重12.8g是铜的质量,物质的量为0.2mol,转移电子物质的量为0.4mol;根据电解反应过程中电极上的电子守恒计算可知;乙槽阳极电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑放出气体物质的量为0.2mol;在标准状况下的体积为4.48L;
故答案为:4.48L;
(4)依据析出铜的物质的量为0.2mol,电子转移为0.4mol,结合电子守恒和水电离出的氢离子和氢氧根离子守恒计算生成的氢氧化钠的物质的量来计算浓度;电极反应为:2H++2e-=H2↑;减少氢离子物质的量为0.4mol,溶液中增多氢氧根离子物质的量为0.4mol,常温下若乙槽剩余液体为400mL,则电解后得到碱液的物质的量浓度为1mol/L,即pH=14,故答案为:14.
电解原理在化学工业中有广泛应用.右图是一个电解池,装有电解液a,X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连.请回答下列问题:
(1)若x、Y都是隋性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始后,X极上的电极反应式是______;Y极上的电极反应式是______;检验Y电极反应产物的方法是______.
(2)若用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则x电极的材料是______,x电极的电极反应式是______.
正确答案
解:(1)用惰性电极电解饱和氯化钠溶液,根据图片知,X电极是阴极,阴极上氢离子放电,电解反应式为2H++2e-=H2↑,Y是阳极,阳极上氯离子放电生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,利用能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色,其检验方法是:把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色,
故答案为:2H++2e-=H2↑;2Cl--2e-=Cl2↑;把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色;
(2)电解精炼,粗铜作阳极、纯铜作阴极、可溶性铜盐作电解质溶液,所以X电极材料是纯铜,阴极上铜离子放电,电极反应式为 Cu2++2e-=Cu,
故答案为:纯铜; Cu2++2e-=Cu.
解析
解:(1)用惰性电极电解饱和氯化钠溶液,根据图片知,X电极是阴极,阴极上氢离子放电,电解反应式为2H++2e-=H2↑,Y是阳极,阳极上氯离子放电生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,利用能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色,其检验方法是:把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色,
故答案为:2H++2e-=H2↑;2Cl--2e-=Cl2↑;把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色;
(2)电解精炼,粗铜作阳极、纯铜作阴极、可溶性铜盐作电解质溶液,所以X电极材料是纯铜,阴极上铜离子放电,电极反应式为 Cu2++2e-=Cu,
故答案为:纯铜; Cu2++2e-=Cu.
用电化学知识回答下列问题
(1)如图烧杯中都盛有稀硫酸,则:
①B中负极反应式:______;溶液的pH______(填入增大、减小或不变).
②三烧杯中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是______.
③某学生欲完成2HCl+2Ag=2AgCl↓+H2↑反应,设计了下列四个实验,你认为可行的实验是______
(2)如图是一个化学过程的示意图.已知甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O
请回答:
①甲池是______(填“原电池”或“电解池”),通入CH3OH的电极作为______极,该电极反应式为______.
②乙池是______(填“原电池”或“电解池”),A电极名称为______极,电极反应式为______.
③甲池中溶液的pH______ (填“增大”、“减小”或“不变”);乙池中溶液的pH______(填“增大”、“减小”或“不变”).
正确答案
解:(1)①该装置构成原电池,Fe易失电子作负极、Sn作正极,负极反应式为Fe-2e-=Fe2+,正极上氢离子得电子发生还原反应而生成氢气,电极反应式为2H++2e-=H2↑,导致氢离子浓度降低,溶液的pH增大,故答案为:Fe-2e-=Fe2+;增大;
②金属腐蚀快慢速率:作负极的金属>发生化学腐蚀的金属>作正极的金属,所以铁被腐蚀快慢速率为B>A>C,
故答案为:B>A>C;
③2HCl+2Ag=2AgCl↓+H2↑不能自发进行,所以必须设计成电解池,该反应中银失电子,所以银作电解池阳极,金属或导电的非金属作电解池阴极,该反应中氯化氢得电子生成氢气,则选取盐酸作电解质溶液,所以C选项符合条件,故选C;
(2)①甲为原电池,通入甲醇的一极为原电池的负极,发生氧化反应,电极方程式为CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O,
故答案为:原电;负;CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O;
②乙为电解池,A与原电池正极相连,为电解池的阳极,发生氧化反应,电极方程式为4OH--4e-═O2↑+2H2O,故答案为:电解池;阳;4OH--4e-=O2↑+2H2O;
③甲池中氢氧化钾被消耗,所以碱性减弱,pH降低,乙装置电解硝酸银溶液,阳极生成氧气,阴极生成银,电解总反应式为4Ag++2H2O 4Ag+O2↑+4H+,生成H+,则溶液pH减小,故答案为:减小;减小.
解析
解:(1)①该装置构成原电池,Fe易失电子作负极、Sn作正极,负极反应式为Fe-2e-=Fe2+,正极上氢离子得电子发生还原反应而生成氢气,电极反应式为2H++2e-=H2↑,导致氢离子浓度降低,溶液的pH增大,故答案为:Fe-2e-=Fe2+;增大;
②金属腐蚀快慢速率:作负极的金属>发生化学腐蚀的金属>作正极的金属,所以铁被腐蚀快慢速率为B>A>C,
故答案为:B>A>C;
③2HCl+2Ag=2AgCl↓+H2↑不能自发进行,所以必须设计成电解池,该反应中银失电子,所以银作电解池阳极,金属或导电的非金属作电解池阴极,该反应中氯化氢得电子生成氢气,则选取盐酸作电解质溶液,所以C选项符合条件,故选C;
(2)①甲为原电池,通入甲醇的一极为原电池的负极,发生氧化反应,电极方程式为CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O,
故答案为:原电;负;CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O;
②乙为电解池,A与原电池正极相连,为电解池的阳极,发生氧化反应,电极方程式为4OH--4e-═O2↑+2H2O,故答案为:电解池;阳;4OH--4e-=O2↑+2H2O;
③甲池中氢氧化钾被消耗,所以碱性减弱,pH降低,乙装置电解硝酸银溶液,阳极生成氧气,阴极生成银,电解总反应式为4Ag++2H2O 4Ag+O2↑+4H+,生成H+,则溶液pH减小,故答案为:减小;减小.
(1)下列各种情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是______.
(2)钢铁容易生锈的主要原因是因为钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质,在潮湿的空气中容易形成原电池,发生电化学腐蚀.在空气酸度不大的环境中负极反应式为______;正极反应式为______.
正确答案
解:(1)根据图知,(2)(3)装置是原电池,在(2)中,金属铁做负极,(3)中金属铁作正极,做负极的腐蚀速率快,并且两个电极金属活泼性相差越大,负极金属腐蚀速率越快,正极被保护,并且原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀,所以(2)>(3),(4)(5)装置是电解池,(4)中金属铁为阴极,(5)中金属铁为阳极,阳极金属被腐蚀速率快,阴极被保护,即(5)>(4),
根据电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀,并且原电池的正极金属腐蚀速率快于电解池的阴极金属腐蚀速率,
所以铁腐蚀快慢顺序为:(5)>(2)>(1)>(3)>(4),
故答案为:(5)>(2)>(1)>(3)>(4);
(2)钢铁在空气酸度不大的环境中,形成原电池发生吸氧腐蚀,铁作负极,负极上铁失电子发生氧化反应,碳作正极,正极上氧气得电子发生还原反应,负极上铁电极反应式为:2Fe-4e-═2Fe2+,正极碳上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H20+4e-═40H-,
故答案为:Fe-2e-═Fe2+;O2+2H2O+4e-═4OH-.
解析
解:(1)根据图知,(2)(3)装置是原电池,在(2)中,金属铁做负极,(3)中金属铁作正极,做负极的腐蚀速率快,并且两个电极金属活泼性相差越大,负极金属腐蚀速率越快,正极被保护,并且原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀,所以(2)>(3),(4)(5)装置是电解池,(4)中金属铁为阴极,(5)中金属铁为阳极,阳极金属被腐蚀速率快,阴极被保护,即(5)>(4),
根据电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀,并且原电池的正极金属腐蚀速率快于电解池的阴极金属腐蚀速率,
所以铁腐蚀快慢顺序为:(5)>(2)>(1)>(3)>(4),
故答案为:(5)>(2)>(1)>(3)>(4);
(2)钢铁在空气酸度不大的环境中,形成原电池发生吸氧腐蚀,铁作负极,负极上铁失电子发生氧化反应,碳作正极,正极上氧气得电子发生还原反应,负极上铁电极反应式为:2Fe-4e-═2Fe2+,正极碳上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H20+4e-═40H-,
故答案为:Fe-2e-═Fe2+;O2+2H2O+4e-═4OH-.
(2014春•绵阳校级期末)将锌片和银片浸入100mL 1mol•L-1稀硫酸中组成原电池.
(1)写出锌片和银片上的电极反应方程式?
(2)若该电池中两电极的总质量为6g,工作一段时间后,取出两极洗净干燥后称量质量为4.7g,试计算:①通过导线的电子的物质的量?②工作一段时间后,溶液中的H+的物质的量浓度?(设溶液的体积不变)
正确答案
解:(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,锌做负极,失电子发生氧化反应,电极反应为:Zn-2e-═Zn2+,银片做正极,溶液中氢离子在银电极得到电子发生还原反应,电极反应为:2H++2e-═H2↑,
故答案为:Zn-2e-═Zn2+;2H++2e-═H2↑;
(2)若该电池中两电极的总质量为6g,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4.7g,分析可知电极质量减小的是负极反应的锌的质量,物质的量==0.02mol,①通过导线的电子的物质的量0.02mol×2=0.04mol,答:通过导线的电子的物质的量0.04mol;
②锌做负极,失电子发生氧化反应,电极反应为:Zn-2e-═Zn2+,银片做正极,溶液中氢离子在银电极得到电子发生还原反应,电极反应为:2H++2e-═H2↑,依据电子守恒可知,转移电子物质的量为0.04mol,所以工作一段时间溶液中的H+的物质的量浓度为:=1.6 mol•L-1,
答:溶液中的H+的物质的量浓度1.6 mol•L-1.
解析
解:(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,锌做负极,失电子发生氧化反应,电极反应为:Zn-2e-═Zn2+,银片做正极,溶液中氢离子在银电极得到电子发生还原反应,电极反应为:2H++2e-═H2↑,
故答案为:Zn-2e-═Zn2+;2H++2e-═H2↑;
(2)若该电池中两电极的总质量为6g,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4.7g,分析可知电极质量减小的是负极反应的锌的质量,物质的量==0.02mol,①通过导线的电子的物质的量0.02mol×2=0.04mol,答:通过导线的电子的物质的量0.04mol;
②锌做负极,失电子发生氧化反应,电极反应为:Zn-2e-═Zn2+,银片做正极,溶液中氢离子在银电极得到电子发生还原反应,电极反应为:2H++2e-═H2↑,依据电子守恒可知,转移电子物质的量为0.04mol,所以工作一段时间溶液中的H+的物质的量浓度为:=1.6 mol•L-1,
答:溶液中的H+的物质的量浓度1.6 mol•L-1.
铝的阳极氧化,是一种常用的金属表面处理技术,它能使铝的表面生成一层致密的氧化膜.某化学研究小组在实验室中按下列步骤模拟该生产过程,装置如图.填写下列空白:
(1)按图组装好仪器,加入20%的硫酸溶液.电极a的名称是______.
(2)把铝片浸入热的16%NaOH溶液中浸泡约半分钟左右,至铝片表面有大量气体产生时立即取出用水冲洗,NaOH的作用______.
(3)接通开关K,通电约25min.写出该过程中的电极反应式:阳极______阴极______
(4)断开电路,取出铝片,用1%稀氨水中和表面的酸液,再用水冲洗干净.写出该过程发生反应的离子方程式______.
正确答案
正极
除去铝表面的油污和氧化膜
2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+
2H++2e-=H2↑
NH3•H2O+H+=NH4++H2O
解析
解:(1)铝的阳极氧化过程中,金属铝是阳极,碳棒是阴极,所以a是正极,故答案为:正极;
(2)铝表面有氧化铝,氧化铝是两性氧化物溶于氢氧化钠溶液中反应生成四羟基合铝酸钠或偏铝酸钠,反应的离子方程式为:Al2O3+2OH-+3H2O=2[A1(OH)4]-或Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,所以氢氧化钠的作用是:除去铝表面的油污和氧化膜,故答案为:除去铝表面的油污和氧化膜;
(3)装置图分析铝接电源正极在电解池中 做阳极失电子生成氧化铝,电极反应为:2Al+3H2O→Al2O3+6H++6e-;溶液中氢离子在阴极得到电子生成氢气,电极反应为:2H++2e-=H2↑;故答案为:2Al-6e-+3H2O=Al2O3+6H+;2H++2e-=H2↑;
(4)用1%稀氨水中和表面的酸液,是和稀硫酸发生的反应,反应离子方程式为:NH3•H2O+H+=NH4++H2O;
故答案为:NH3•H2O+H+=NH4++H2O.
下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A.原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,故A错误;
B.用铝质铆钉铆接铁板,构成原电池,Al为负极,Fe为正极,腐蚀减慢,故B错误;
C.粗铜精炼时,粗铜作阳极与直流电源的正极相连,故C正确;
D.白铁(镀锌)的表面一旦破损,构成原电池,Zn为负极,Fe的腐蚀减慢,故D错误;
故选C.
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