- 电化学基础
- 共22819题
人们应用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需要.以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面,请根据题中提供的信息,填写空格.
(1)蓄电池在放电时起原电池作用,在充电时起电解池的作用.铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O.负极电极反应式为______. 正极电极反应式为______.
(2)铁、铜、铝是生活中使用广泛的金属,FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板,其反应过程的离子方程式为______,若将此反应设计成原电池,则负极所用电极材料为______,正极电极反应式为______.
(3)将铝片和铜片用导线相连,一组插入浓硝酸中,一组插入烧碱溶液中,分别形成了原电池,在这两个原电池中,负极分别为______.
A.铝片、铜片 B.铜片、铝片 C.铝片、铝片 D.铜片、铜片
写出插入浓硝酸中形成原电池的负极电极反应式:______.
(4)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置,如图是电解质是稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图,回答下列问题:
①电池的负极是______(填“a”或“b”),该极的电极反应式是:______.
②电池工作一段时间后硫酸溶液的浓度______(填“增大”、“减小”或“不变”).
正确答案
解:(1)铅蓄电池的电池总反应式为:Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O,依据反应的总电池反应,反应中Pb元素化合价升高的在负极失电子发生氧化反应,其电极反应为:Pb+SO42--2e-=PbSO4,PbO2中元素化合价降低的是在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅,电极反应为:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O;
故答案为:Pb+SO42--2e-=PbSO4;PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O;
(2)Fe3+有强氧化性,能把金属铜氧化成铜离子,自身被还原成 Fe2+,反应方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,设计成原电池时,Cu在负极上发生氧化反应,正极上三价铁离子得电子发生还原反应,其正极上的电极反应式为2Fe3++2e-=2Fe2+,
故答案为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;Cu;2Fe3++2e-=2Fe2+;
(3)将铝片和铜片用导线相连,一组插入浓硝酸中,铝钝化,所以Cu失电子作负极,Cu-2e-=Cu2+,一组插入烧碱溶液中,Cu与氢氧化钠不反应,Al失电子作负极,
碱性条件下,Al失电子生成偏铝酸根离子,其电极反应为:Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O;
故答案为:B;Cu-2e-=Cu2+;
(4)①氢氧燃料电池中通入氢气的一极a为原电池的负极,该极上是燃料氢气发生失电子的氧化反应,即H2-2e-=2H+,
故答案为:a;H2-2e-=2H+;
②已知氢氧燃料电池的总反应为:2H2+O2=2H2O,电池工作一段时间后,生成水使溶液体积增大,则硫酸的浓度减小,故答案为:减小.
解析
解:(1)铅蓄电池的电池总反应式为:Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O,依据反应的总电池反应,反应中Pb元素化合价升高的在负极失电子发生氧化反应,其电极反应为:Pb+SO42--2e-=PbSO4,PbO2中元素化合价降低的是在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅,电极反应为:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O;
故答案为:Pb+SO42--2e-=PbSO4;PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O;
(2)Fe3+有强氧化性,能把金属铜氧化成铜离子,自身被还原成 Fe2+,反应方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,设计成原电池时,Cu在负极上发生氧化反应,正极上三价铁离子得电子发生还原反应,其正极上的电极反应式为2Fe3++2e-=2Fe2+,
故答案为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;Cu;2Fe3++2e-=2Fe2+;
(3)将铝片和铜片用导线相连,一组插入浓硝酸中,铝钝化,所以Cu失电子作负极,Cu-2e-=Cu2+,一组插入烧碱溶液中,Cu与氢氧化钠不反应,Al失电子作负极,
碱性条件下,Al失电子生成偏铝酸根离子,其电极反应为:Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O;
故答案为:B;Cu-2e-=Cu2+;
(4)①氢氧燃料电池中通入氢气的一极a为原电池的负极,该极上是燃料氢气发生失电子的氧化反应,即H2-2e-=2H+,
故答案为:a;H2-2e-=2H+;
②已知氢氧燃料电池的总反应为:2H2+O2=2H2O,电池工作一段时间后,生成水使溶液体积增大,则硫酸的浓度减小,故答案为:减小.
根据以下实验装置和现象填写实验报告(A、B、C、D为四种金属)
正确答案
解:①B棒上有气泡发生,说明B棒上发生还原反应生成氢气,则B棒为原电池的正极,A为负极,活泼性A>B,
②C棒有Cu析出,发生还原反应,为原电池的正极,B为负极,活泼性B>C,
③A棒附近PH升高,发生吸氧腐蚀,A棒上生成氢氧根离子,A极上发生还原反应,为原电池的正极,D棒为负极,活泼性D>A,
所以四种金属活动性由强到弱的顺序为D>A>B>C,故答案为:D>A>B>C.
解析
解:①B棒上有气泡发生,说明B棒上发生还原反应生成氢气,则B棒为原电池的正极,A为负极,活泼性A>B,
②C棒有Cu析出,发生还原反应,为原电池的正极,B为负极,活泼性B>C,
③A棒附近PH升高,发生吸氧腐蚀,A棒上生成氢氧根离子,A极上发生还原反应,为原电池的正极,D棒为负极,活泼性D>A,
所以四种金属活动性由强到弱的顺序为D>A>B>C,故答案为:D>A>B>C.
A、B、C三个烧杯中分别盛有200mL相同物质的量浓度的稀硫酸:
(1)分别写出三个装置中铁片表面发生反应的离子方程式:
A______;B______; C______.
(2)一段时间后,B中Sn(锡)极附近溶液的pH______(填“增大”、“减小”、“不变”).
(3)一段时间后,C中产生了3.36L(标准状况)气体时,硫酸恰好全部被消耗,则原稀硫酸溶液的物质的量浓度为______mol•L-1.
正确答案
Fe+2H+=Fe2++H2↑
Fe-2e-=Fe2+
2H++2e-=H2↑
增大
0.75
解析
解:(1)A中是金属铁和硫酸能发生置换反应,原理方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑;B中Sn、Fe、硫酸构成的原电池,金属铁较活泼,做负极,电极反应为:Fe-2e-=Fe2+,C中,Zn、Fe、硫酸构成的原电池,金属锌较活泼,做负极,金属铁作正极,该极发生的电极反应为:2H++2e-=H2↑,故答案为:Fe+2H+=Fe2++H2↑;Fe-2e-=Fe2+;2H++2e-=H2↑;
(2)B中Sn(锡)极发生的电极反应为:2H++2e-=H2↑,所以氢离子浓度减小,酸性减弱,pH增大,故答案为:增大;
(3)C中正极发生的电极反应为:2H++2e-=H2↑,产生了3.36L(标准状况)即0.15mol气体时,消耗氢离子的物质的量为0.3mol,所以原稀硫酸溶液中氢离子的物质的量为0.3mol,所以硫酸的物质的量0.15mol,c==
=0.75mol/L,故答案为:0.75.
某同学组装了如图所示的电化学装置.电极I为Al,其他电极均为Cu,则( )
正确答案
解析
解:电极Ⅰ为Al,其它均为Cu,Al易失电子作负极,所以Ⅰ是负极、Ⅳ是阴极,Ⅲ是阳极、Ⅱ是正极,
A.C烧杯是电解池装置,Ⅳ是阴极铜离子得电子生成铜,而Ⅲ是阳极铜本身失电子生成铜离子,所以电解一段时间后,电解质溶液不变,氢离子不变,PH不变,故A错误;
B.电极Ⅰ上电极反应式为Al-3e-=Al3+,发生氧化反应,故B错误;
C.Al易失电子作负极,所以Ⅰ是负极、Ⅱ是正极,所以盐桥中的K+移向正极B烧杯,故C错误;
D.电流从正极沿导线流向负极,即电极Ⅳ→A→电极Ⅰ,故D正确;
故选D.
(1)将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,可观察到铜片上______(填“有”或“没有”)气泡产生.用导线将锌片和铜片连接起来(如图a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计的两端后,再与溶液中的锌片和铜片相连接(如图b所示),观察到灵敏电流计的指针发生偏转,说明导线中有电流通过.从上述现象可以归纳出构成原电池的某些条件是:______,电极反应式是:锌片______;铜片______.
(3)可见,图b是一个将______能转化为______能的装置,被称为原电池.我们也可以用家庭常见的一些仪器和物品,自制一个原电池,请你尝试涉及实验,并将你所设计的原电池简图画在右面的方框内:
所需物品及仪器:______.
实验操作步骤及现象:______.
正确答案
没有
有
两电极要同时插入电解质溶液中,并用导线连接起来形成闭合回路
Zn-2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
化学
电
水果(或果汁等电解质溶液)、铜片、锌片、导线、灵敏电流计(或小灯泡等)
将铜片和锌片同时插入水果中,用导线连接铜片、灵敏电流计和锌片,可以看到电流表指针发生偏转(或小灯泡发光),即形成了原电池
解析
解:(1)铜片和酸不反应,且铜片上也没有自由电子,所以没有气泡产生;用导线将锌片和铜片连接起来时,锌片失去的电子通过导线传到铜片上,铜片上有自由电子,氢离子得电子生成氢气,所以看到有气泡产生.
故答案为:没有;有.
(2)两个活泼性不同的电极用导线连接起来插到电解质溶液中,有电流产生,由此可总结出原电池构成的某些条件是:两电极要同时插入电解质溶液中,并用导线连接起来形成闭合回路;
电极上的反应是,负极上锌失电子生成锌离子进入溶液,所以电极反应式为:Zn-2e-=Zn2+;
铜片上氢离子得电子生成氢气,电极反应式为2H++2e-=H2↑.
故答案为:两电极要同时插入电解质溶液中,并用导线连接起来形成闭合回路;
Zn-2e-=Zn2+;2H++2e-=H2↑.
(3)化学物质通过氧化还原反应产生电流,所以把化学能转变为电能的装置,被称为原电池.
根据原电池的构成条件选取实验物品或仪器:
活泼性不同的电极:铜片、锌片;电解质溶液:水果(或果汁等电解质溶液);连接电极的材料:导线;检验电流的产生:灵敏电流计(或小灯泡等).
将活泼性不同的锌片和铜片同时插入电解质溶液中,用导线连接两电极,灵敏电流计和锌片,锌片失电子生成锌离子,电子通过导线到达电流计,可以看到电流表指针发生偏转(或小灯泡发光),说明有电流产生,即形成了原电池.
故答案为:化学能,电;水果(或果汁等电解质溶液)、铜片、锌片、导线、灵敏电流计(或小灯泡等);;
将铜片和锌片同时插入水果中,用导线连接铜片、灵敏电流计和锌片,可以看到电流表指针发生偏转(或小灯泡发光),即形成了原电池.
(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里,可观察到锌片上有气泡,再平行插入一块铜片,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,组成一个原电池,负极为______,正极的电极反应式为______.
(2)如果烧杯中最初装入的是500mL 2mol•L-1的稀硫酸,构成铜锌原电池(假设产生的气体没有损失),当在标准状况下收集到11.2L的氢气时,则此时烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度应为(溶液体积变化忽略不计)______.
正确答案
没有
锌片
2H++2e-═H2↑
c(H2SO4)=1mol•L-1,c(ZnSO4)=1mol•L-1
解析
解:(1)铜片插入稀硫酸中时,二者不反应,没有气泡产生,但当把铜片和锌片用导线相连插入稀硫酸中时,会构成原电池,铜作为原电池正极,电极反应为2H++2e-═H2↑,锌作为原电池负极,电极反应为Zn-2e-═Zn2+,电池总反应为Zn+2H+═Zn2++H2↑,故答案为:没有;锌片;2H++2e-═H2↑;
(2)当收集到11.2L H2(标准状况),即0.5mol H2时,消耗的H2SO4为0.5mol,生成的ZnSO4为0.5mol,
c(H2SO4)==1mol•L-1,c(ZnSO4)=
=1mol•L-1.
故答案为:c(H2SO4)=1mol•L-1,c(ZnSO4)=1mol•L-1.
为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为外电源,以Al作阳极、Pb作阴极,电解稀硫酸,使铝表面的氧化膜增厚.反应原理如下:
电池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)═2PbSO4(s)+2H2O (l)
电解池:2Al+3H2OAl2O3+3H2↑
电解过程中,以下判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A.原电池中,溶液中氢离子向正极二氧化铅电极移动,故A错误;
B.串联电池中转移电子数相等,每消耗3molPb,根据电子守恒生成lmolAl2O3,故B错误;
C.原电池正极上二氧化铅得电子生成硫酸铅,故C错误;
D.原电池中铅作负极,负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸铅,所以质量增加,在电解池中,Pb阴极,阴极上氢离子得电子生成氢气,所以铅电极质量不变,故D正确;
故选D.
铜锌原电池如图工作时,下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、Zn是负极,故A错误;
B、电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同,故B正确;
C、根据闭合回路的电流方向,在外电路中,电子由负极流向正极,故C正确;
D、在溶液中,阳离子往正极移动,K+移向CuSO4溶液,故D错误;
故选:BC.
如图所示,用甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型燃料电池做电源,对A、B装置通电一段时间后,发现有1.6g甲醇参加反应且③电极增重(假设工作时无能量损失).
请回答下列问题:
(1)分别指出F电极、②电极的名称______、______.
(2)④电极的反应式:______.E电极的反应式:______.
①电极上产生的实验现象是______.
(3)若A池中原混合液的体积为500mL,CuSO4、K2SO4浓度均为0.1mol/L,电解过程中A池中共收集到标准状况下的气体______L.
正确答案
解:(1)对A、B装置通电一段时间后,发现有1.6g甲醇参加反应且③电极增重,则说明③电极上银离子得电子析出银,则③是电解池阴极,所以④②是阳极,①是阴极,原电池中E是负极,F是正极,故答案为:正极;阳极;
(2)电解池中,③上银离子得电子生成银单质,④电极上银失电子生成银离子进入溶液,电极反应式为:Ag-e-=Ag+,E是原电池负极,负极上甲醇失电子和氢氧根离子生成碳酸根离子和水,电极反应式为:CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O,
A装置中,①是阴极,所以该电极上先是铜离子得电子而析出,后氢离子得电子析出氢气,所以现象是:先有红色固体析出,后有气泡产生,
故答案为:Ag-e-=Ag+;CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O;先有红色固体析出,后有气泡产生;
(3)设1.6g甲醇反应转移电子的物质的量是x,
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O 转移电子
32g 6mol
1.6g x
x==0.3mol
若A池中原混合液的体积为500mL,CuSO4、K2SO4浓度均为0.1mol/L,则铜离子的物质的量为0.1mol/L×0.5L=0.05mol,当铜离子完全析出时,铜离子得到电子的物质的量=0.05mol×2=0.1mol<0.3mol,所以电解混合溶液时,阴极上先析出铜后析出氢气,阳极上析出氧气,但得失电子的物质的量都是0.3mol,
设阴极上析出氢气的物质的量是y,阳极上析出氧气的物质的量是z,
则0.05mol×2+2y=4z=0.3mol,y=0.1mol,z=0.075mol,所以A池中共收集到的气体的物质的量是(0.1+0.075)mol=1.75mol,则气体体积=0.175mol×22.4L/mol=3.92L,
故答案为:3.92.
解析
解:(1)对A、B装置通电一段时间后,发现有1.6g甲醇参加反应且③电极增重,则说明③电极上银离子得电子析出银,则③是电解池阴极,所以④②是阳极,①是阴极,原电池中E是负极,F是正极,故答案为:正极;阳极;
(2)电解池中,③上银离子得电子生成银单质,④电极上银失电子生成银离子进入溶液,电极反应式为:Ag-e-=Ag+,E是原电池负极,负极上甲醇失电子和氢氧根离子生成碳酸根离子和水,电极反应式为:CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O,
A装置中,①是阴极,所以该电极上先是铜离子得电子而析出,后氢离子得电子析出氢气,所以现象是:先有红色固体析出,后有气泡产生,
故答案为:Ag-e-=Ag+;CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O;先有红色固体析出,后有气泡产生;
(3)设1.6g甲醇反应转移电子的物质的量是x,
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O 转移电子
32g 6mol
1.6g x
x==0.3mol
若A池中原混合液的体积为500mL,CuSO4、K2SO4浓度均为0.1mol/L,则铜离子的物质的量为0.1mol/L×0.5L=0.05mol,当铜离子完全析出时,铜离子得到电子的物质的量=0.05mol×2=0.1mol<0.3mol,所以电解混合溶液时,阴极上先析出铜后析出氢气,阳极上析出氧气,但得失电子的物质的量都是0.3mol,
设阴极上析出氢气的物质的量是y,阳极上析出氧气的物质的量是z,
则0.05mol×2+2y=4z=0.3mol,y=0.1mol,z=0.075mol,所以A池中共收集到的气体的物质的量是(0.1+0.075)mol=1.75mol,则气体体积=0.175mol×22.4L/mol=3.92L,
故答案为:3.92.
氢气是一种清洁能源,又是合成氨工业的重要原料.
(1)已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ/mol
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ/mol
甲烷和H2O(g)反应生成H2和CO2的热化学方程式为______.
(2)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol.
某温度下,把10mol N2与28mol H2置于容积为10L的密闭容器内,10min时反应达到平衡状态,测得氮气的平衡转化率为60%,则10min内的平均反应速率v(H2)=______mol/(L•min),该温度下该反应的平衡常数K=______.
欲增大氮气的平衡转化率,可采取的措施有______(写一种措施即可).
(3)图所示装置工作时均与H2有关.
①图1所示装置中阳极的电极反应式为______.
②图2所示装置中,通入H2的管口是______(选填字母代号).
③某同学按图3所示装置进行实验,实验结束后,将玻璃管内固体物质冷却后,溶于稀硫酸,充分反应后,滴加KSCN溶液,溶液不变红,再滴入新制氯水,溶液变为红色.该同学据此得出结论:铁与水蒸气反应生成FeO和H2.该结论______(填“严密”或“不严密”),你的理由是______(用离子方程式表示).
正确答案
解:(1)CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ/mol①
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ/mol②
将方程式①×2-②得CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ/mol.
故答案为:CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ/mol.
(2)转化的氮气的物质的量=10mol×60%=6mol,则10min内的平均反应速率v(N2)==0.06mol/L.min,同一化学反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,所以v(H2)=0.18mol/L.min;
反应达到平衡状态时,C(N2)==0.4mol/L,C(H2)=
1mol/L,
C(NH3)==1.2mol/L,z则K=
=3.6(mol/L) -2.
该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应,增加反应物或减小生成物的浓度或降低温度都能使反应向正反应方向移动,所以增加氢气的浓度或分离出氨气或降温都能使该反应向正反应方向移动.
故答案为:0.18;3.6;增加氢气的浓度或分离出氨气或降温.
(3)①阳极上锰酸根离子失电子生成高锰酸根离子,电极反应式为:MnO42--e-=MnO4-.
故答案为:MnO42--e-=MnO4-.
②氢氧燃料碱性电池中,氢气失电子和氢氧根离子反应生成水,图片中氢氧根离子向d电极移动,说明d电极上是氢气.
故答案为:d.
③铁和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,根据反应现象知,该反应中部分铁未参加反应导致剩余的铁和铁离子反应生成二价铁离子,离子方程式为:2Fe3++Fe=3Fe2+,所以说不严密.
故答案为:不严密; 2Fe3++Fe=3Fe2+.
解析
解:(1)CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ/mol①
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ/mol②
将方程式①×2-②得CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ/mol.
故答案为:CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ/mol.
(2)转化的氮气的物质的量=10mol×60%=6mol,则10min内的平均反应速率v(N2)==0.06mol/L.min,同一化学反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,所以v(H2)=0.18mol/L.min;
反应达到平衡状态时,C(N2)==0.4mol/L,C(H2)=
1mol/L,
C(NH3)==1.2mol/L,z则K=
=3.6(mol/L) -2.
该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应,增加反应物或减小生成物的浓度或降低温度都能使反应向正反应方向移动,所以增加氢气的浓度或分离出氨气或降温都能使该反应向正反应方向移动.
故答案为:0.18;3.6;增加氢气的浓度或分离出氨气或降温.
(3)①阳极上锰酸根离子失电子生成高锰酸根离子,电极反应式为:MnO42--e-=MnO4-.
故答案为:MnO42--e-=MnO4-.
②氢氧燃料碱性电池中,氢气失电子和氢氧根离子反应生成水,图片中氢氧根离子向d电极移动,说明d电极上是氢气.
故答案为:d.
③铁和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,根据反应现象知,该反应中部分铁未参加反应导致剩余的铁和铁离子反应生成二价铁离子,离子方程式为:2Fe3++Fe=3Fe2+,所以说不严密.
故答案为:不严密; 2Fe3++Fe=3Fe2+.
利用下列反应:Cu+2Ag+=Cu2++2Ag制一个化学电池(给出若干导线和一个小灯泡,电极材料和电解液自选),画出实验装置图,注明电解质溶液名称和正负极材料,标出电子流动方向和电流方向,写出电极反应式.(此题可以不做,做了且正确的额外加分)
正确答案
解:Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,根据反应前后的金属单质确定电极材料,所以该原电池的电极材料是铜和银,铜比银易失去电子,所以铜作负极,银作正极;反应物中的化合物为含银离子的可溶性化合物,常见的有硝酸银,所以电解质溶液为硝酸银溶液;外电路中电子的流向为Cu→Ag,电流的流向为Ag→Cu.
故答案为:
解析
解:Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,根据反应前后的金属单质确定电极材料,所以该原电池的电极材料是铜和银,铜比银易失去电子,所以铜作负极,银作正极;反应物中的化合物为含银离子的可溶性化合物,常见的有硝酸银,所以电解质溶液为硝酸银溶液;外电路中电子的流向为Cu→Ag,电流的流向为Ag→Cu.
故答案为:
铁钉和碳棒用导线连接后,浸入0.01mol/L的食盐溶液中,可发生的变化是( )
正确答案
解析
解:铁和碳棒构成原电池,由于氯化钠溶液显中性,所以发生钢铁的吸氧腐蚀,其中铁是负极,电极反应为Fe-2e-=Fe2+,铁被氧化;
碳棒是正极,反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,由正极反应可知碳棒附近产生OH-,总反应是O2+2Fe+2H2O=Fe(OH)2,铁钉被锈蚀.
故选D.
X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素.已知:
①X可分别与Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共价化合物;
②Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物.
请回答:
(1)Z2Y2的化学式是______.
(2)如图所示装置,两玻璃管中盛满滴有酚酞的溶液的ZW饱和溶液,C(Ⅰ)、C(Ⅱ)为多孔石墨电极.接通S1后,C(Ⅰ)附近溶液变红,两玻璃管中有气体生成.请写出此时装置中反应的离子方程式:______.
(3)一段时间后(两玻璃管中液面未脱离电极),断开S1,接通S2,电流表的指针发生偏转.此时:C(Ⅰ)的电极名称是______(填写正极或负极);C(Ⅱ)的电极反应式是______.
(4)铜屑放入稀硫酸不发生反应,若在稀硫酸中加入X2Y2,铜屑可逐渐溶解,该反应的离子方程式是:______.
正确答案
解:X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素,X可分别与Y、W形成X2Y,X2Y2、XW等共价化合物,这几种元素为非金属元素,Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物,则Z为金属元素,能形成Z2Y2型离子化合物,则为过氧化钠,所以Z是Na元素,Y是O元素,能形成X2Y,X2Y2型共价化合物,则X为H元素,能形成ZW和XW型化合物,W的原子序数大于Z,所以W为Cl元素,
(1)Z2Y2为过氧化钠,其化学式为Na2O2,故答案为:Na2O2;
(2)电解饱和氯化钠溶液时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时阴极附近生成氢氧化钠,溶液呈碱性,则电池反应式为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,故答案为:2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-;
(3)断开S1,接通S2,该装置构成原电池,C(I)为负极,负极发生氧化反应,C(II)为正极,氯气得电子,电极反应为Cl2+2e-=2Cl-,故答案为:负极;Cl2+2e-=2Cl-;
(4)铜屑、稀硫酸、X2Y2,发生了氧化还原反应使铜屑逐渐溶解,反应为Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O,故答案为:Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O.
解析
解:X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素,X可分别与Y、W形成X2Y,X2Y2、XW等共价化合物,这几种元素为非金属元素,Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物,则Z为金属元素,能形成Z2Y2型离子化合物,则为过氧化钠,所以Z是Na元素,Y是O元素,能形成X2Y,X2Y2型共价化合物,则X为H元素,能形成ZW和XW型化合物,W的原子序数大于Z,所以W为Cl元素,
(1)Z2Y2为过氧化钠,其化学式为Na2O2,故答案为:Na2O2;
(2)电解饱和氯化钠溶液时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时阴极附近生成氢氧化钠,溶液呈碱性,则电池反应式为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,故答案为:2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-;
(3)断开S1,接通S2,该装置构成原电池,C(I)为负极,负极发生氧化反应,C(II)为正极,氯气得电子,电极反应为Cl2+2e-=2Cl-,故答案为:负极;Cl2+2e-=2Cl-;
(4)铜屑、稀硫酸、X2Y2,发生了氧化还原反应使铜屑逐渐溶解,反应为Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O,故答案为:Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O.
下列关于实验现象的描述不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.铜、铁和稀硫酸构成的原电池中,铁易失电子作负极,铜作正极,正极上氢离子得电子生成氢气,所以铜电极上出现气泡,故A正确;
B.铜是活泼金属,铜作电解池阳极时,阳极上铜失电子生成铜离子,阴极上铜离子得电子生成铜,所以铁片
出现一层铜,故B正确;
C.铜和氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜,所以不能析出铁,故C错误;
D.锌和铜离子反应生成铜,锌、铜和盐酸构成原电池,锌作负极,作原电池负极的金属促进被腐蚀速率,故D正确;
故选C.
丙烷做燃料电池,电解溶液为H2SO4溶液,负极的电极反应式为______.
正确答案
C3H8-20e-+6H2O=3CO2+20H+
解析
解:丙烷失电子在酸性条件下,生成二氧化碳和氢离子,所以电极反应式为:C3H8-20e-+6H2O=3CO2+20H+,故答案为:C3H8-20e-+6H2O=3CO2+20H+.
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