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题型: 单选题
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单选题

一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是KOH溶液.下列对该燃料电池说法正确的是(  )

A电池的总反应是:2C4H10+13O2→8CO2+10H2O

B在熔融电解质中,OH-由负极移向正极

C通入空气的一极是正极,电极反应为:O2+2H2O+4e-═4OH-

D通入丁烷的-极是正极,电极反应为:C4H10+26OH--26e-═4CO2+18H2O

正确答案

C

解析

解:A、电池的总反应是:2C4H10+13O2+16KOH=8K2CO3+18H2O,故A错误;

B、原电池中,阴离子向负极移动,因此在熔融电解质中,OH-由正极移向负极,故B错误;

C、通入空气的一极是正极,该极上是氧气发生得电子的还原反应,电极反应为:O2+2H2O+4e-═4OH-,故C正确;

D、通入丁烷的-极是负极,电极反应为:C4H10+34OH--52e-=4CO32-+22H2O,故D错误.

故选C.

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题型:填空题
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填空题

按如图进行电解实验(A、B、C、D均为惰性电极).

电极反应式:

A极:______

B极:______

C极:______

D极:______

正确答案

2H++2e-═H2

2Cl--2e-=Cl2

Ag++e-═Ag

4OH--4e-═2H2O+O2

解析

解:左、右两个装置都是电解池,左侧装置,A连接电源的负极,为阴极,发生还原反应,H+放电生成H2,即:2H++2e-═H2↑,B为阳极,发生氧化反应,Cl-放电生成Cl2,右侧装置,C为阴极,发生还原反应,Ag+放电生成Ag,4Ag++4e-═4Ag,D连接电源的正极,为阳极,发生氧化反应,氢氧根离子放电生成O2,4OH--4e-═2H2O+O2↑,故答案为:2H++2e-═H2↑,2Cl--2e-=Cl2↑,Ag++e-═Ag,4OH--4e-═2H2O+O2↑.

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题型:简答题
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简答题

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)的氢气时,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?

正确答案

解:该原电池中,锌电极上电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,铜电极上电极反应式为2H++2e-=H2↑,则电池反应式为Zn+2H+=H2↑+Zn2+

(1)设参加反应的Zn的质量为x,

Zn+2H+=H2↑+Zn2+

65g   22.4L

x     3.36L

解得:x=9.75g

答:消耗锌的质量9.75g;

(2)设转移电子的物质的量为y,

Zn+2H+=H2↑+Zn2+转移电子

      22.4L      2mol

      3.36L       y

解得:y=0.30mol,

答:通过电子的物质的量为0.30mol;

(3)根据氢原子守恒得H2SO4~H2,则c(H2SO4)==0.75 mol•L-1

答:原硫酸的浓度为0.75 mol•L-1

解析

解:该原电池中,锌电极上电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,铜电极上电极反应式为2H++2e-=H2↑,则电池反应式为Zn+2H+=H2↑+Zn2+

(1)设参加反应的Zn的质量为x,

Zn+2H+=H2↑+Zn2+

65g   22.4L

x     3.36L

解得:x=9.75g

答:消耗锌的质量9.75g;

(2)设转移电子的物质的量为y,

Zn+2H+=H2↑+Zn2+转移电子

      22.4L      2mol

      3.36L       y

解得:y=0.30mol,

答:通过电子的物质的量为0.30mol;

(3)根据氢原子守恒得H2SO4~H2,则c(H2SO4)==0.75 mol•L-1

答:原硫酸的浓度为0.75 mol•L-1

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题型:简答题
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简答题

由铜片,铁片和200mL稀硫酸组成的原电池中,当铜片上放出2.24L(标准状况)气体时(铁片上无气体产生),硫酸恰好反应完,请回答下列问题.

(1)该原电池的正极是______,电极反应式为______

(2)产生的气体消耗的金属是哪一种,消耗的质量是多少?(要求要有计算过程)

(3)有多少电子通过了导线?(同上)

(4)硫酸溶液的物质的量浓度是多少?(同上)

正确答案

解:(1)活泼的铁是负极,不活泼的铜为正极,正极发生还原反应,电极反应式为:2H++2e-=H2↑,故答案为:铜;2H++2e-=H2↑;

(2)产生的气体消耗的金属是负极铁,根据关系式Fe~~H2↑,所以消耗铁的质量为5.6g,答:产生的气体消耗的金属是铁;消耗铁的质量为5.6g;

(3)1mol铁参加反应转移2mol的电子,所以5.6g的铁转移0.2mol的电子,答:0.2mol电子通过了导线;

(4)根据公式c===0.5mol/L,答:硫酸溶液的物质的量浓度是0.5mol/L.

解析

解:(1)活泼的铁是负极,不活泼的铜为正极,正极发生还原反应,电极反应式为:2H++2e-=H2↑,故答案为:铜;2H++2e-=H2↑;

(2)产生的气体消耗的金属是负极铁,根据关系式Fe~~H2↑,所以消耗铁的质量为5.6g,答:产生的气体消耗的金属是铁;消耗铁的质量为5.6g;

(3)1mol铁参加反应转移2mol的电子,所以5.6g的铁转移0.2mol的电子,答:0.2mol电子通过了导线;

(4)根据公式c===0.5mol/L,答:硫酸溶液的物质的量浓度是0.5mol/L.

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题型:简答题
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简答题

(2014秋•东阳市校级期末)如图所示装置中,甲,乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00% 的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%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10.99%,乙中c电极质量增加,据此回答问题:

(1)电源的M端为______

(2)电极b 上发生的电极反应为______

(3)电极a上生成的气体在标状况下的体积______

(4)电极c的质量变化是______g.

正确答案

解:(1)乙杯中c质量增加,说明Cu沉积在c电极上,电子是从b-c移动,M是负极,N为正极,故答案为:负;

(2)甲中为NaOH,相当于电解H2O,阳极b处为阴离子OH-放电,即4OH--4e-=2H2O+O2↑,故答案为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;

(3)丙中为K2SO4,相当于电解水,设电解的水的质量为x.由电解前后溶质质量相等有,100×10%=(100-x)×10.99%,得x=9g,故为=0.5mol,由方程式2H2O2H2+O2 可知,消耗2molH2O,转移4mol电子,所以整个反应中转移电子为1mol,则生成O2为转移1mol电子,则生成O2mol=0.25mol,标况下的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L;

故答案为:5.6L;

(4)整个电路是串联的,所以每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的,根据电极反应:Cu2++2e-=Cu,

可知转移1mol电子生成的m(Cu)=×64g/mol=32g,故答案为:32g.

解析

解:(1)乙杯中c质量增加,说明Cu沉积在c电极上,电子是从b-c移动,M是负极,N为正极,故答案为:负;

(2)甲中为NaOH,相当于电解H2O,阳极b处为阴离子OH-放电,即4OH--4e-=2H2O+O2↑,故答案为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;

(3)丙中为K2SO4,相当于电解水,设电解的水的质量为x.由电解前后溶质质量相等有,100×10%=(100-x)×10.99%,得x=9g,故为=0.5mol,由方程式2H2O2H2+O2 可知,消耗2molH2O,转移4mol电子,所以整个反应中转移电子为1mol,则生成O2为转移1mol电子,则生成O2mol=0.25mol,标况下的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L;

故答案为:5.6L;

(4)整个电路是串联的,所以每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的,根据电极反应:Cu2++2e-=Cu,

可知转移1mol电子生成的m(Cu)=×64g/mol=32g,故答案为:32g.

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题型:填空题
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填空题

(2013春•舟山校级月考)图甲池和乙池中的四个电极都是惰性材料,乙池溶液分层,下层为四氯化碳,上层溶液为盐溶液,呈中性,请根据图示回答下列问题:

(1)通入甲醇的惰性电极的电极反应式为______.若甲池可以充电,充电时A接电源的负极,此时B极发生的电极反应式为______

(2)在乙池反应过程中,可以观察到______电极周围的溶液呈现棕褐色,反应完毕后,用玻璃棒搅拌溶液,则下层溶液呈现紫红色,上层接近无色,C极发生的电极反应式为______

正确答案

CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O

4OH--4e-=2H2O+O2

C

2I--2e‑=I2

解析

解:(1)该燃料电池中,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+8OH--6e-=CO32-+6H2O,

若甲池可以充电,B电极上应该失电子发生氧化反应,所以应该与电源正极相连,电解氢氧化钾溶液时,B电极上氢氧根离子失电子生成氧气,电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,

故答案为:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;4OH--4e-=2H2O+O2↑;

(2)在乙池中,C是阳极,D是阴极,阳极上碘离子失电子发生氧化反应,电极反应式为 2I--2e‑=I2,碘溶于水溶液呈现棕褐色,所以C电极附近呈现棕褐色,

故答案为:C; 2I--2e‑=I2

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题型:简答题
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简答题

化学能转变成热能、化学能转变成电能是能量转化的重要形式.

(1)已知4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)△H=-3288KJ•mol-1

4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)△H=-1632KJ•mol-1

试写出铝粉与氧化铁粉末发生铝热反应的热化学方程式______

(2)如图是实现化学能转化成电能的铜锌原电池装置图,正极上的电极反应式是______,负极上发生了______反应(填“氧化”或“还原”).

(3)若将(2)装置中电流计改为直流电源,其他不变,通电一段时间后溶液变为蓝色,装置中发生反应的离子方程式为:______

(4)若用石墨做电极电解500mL饱和食盐水,验证阳极产物的方法是______,若阴极上共收集到气体1.12L(已折算成标准状况),若要使溶液复原,可进行的操作是______

正确答案

解:(1)已知①4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)△H=-3288kJ•mol-1

②4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)△H=-1632kJ•mol-1

则反应2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s)是(①-②)得到,所以此反应的△H=(①-②)=(-3288kJ•mol-1+1632kJ•mol-1)=-828KJ•mol-1

故答案为:2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s)△H=-828KJ•mol-1

(2)铜、锌硫酸原电池中,正极上的电极反应式是2H++2e-=H2↑,在负极上是金属锌被氧化发生氧化反应,故答案为:2H++2e-=H2↑;氧化;

(3)将(2)装置中电流计改为直流电源,其他不变,通电一段时间后溶液变为蓝色,所以Cu是阳极材料,该电极上金属铜本身失电子成为铜离子,在阴极上是硫酸中的氢离子得电子的过程,总反应为:Cu+2H+Cu2++H2↑,故答案为:Cu+2H+Cu2++H2↑;

(4)若用石墨做电极电解500mL饱和食盐水,阳极上是氯离子失电子的氧化反应,会得到氯气,能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,验证阳极产物的方法是将湿润的淀粉-KI试纸粘在玻璃棒的一端靠近阳极,试纸变蓝,阴极上是氢离子得电子生成氢气,即2H++2e-=H2↑,共收集到气体1.12L即0.05mol氢气(已折算成标准状况),若要使溶液复原,通入标准状况下的HCl气体0.1mol,即2.24L,

故答案为:将湿润的淀粉-KI试纸粘在玻璃棒的一端靠近阳极,试纸变蓝;通入标准状况下的HCl气体2.24L.

解析

解:(1)已知①4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)△H=-3288kJ•mol-1

②4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)△H=-1632kJ•mol-1

则反应2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s)是(①-②)得到,所以此反应的△H=(①-②)=(-3288kJ•mol-1+1632kJ•mol-1)=-828KJ•mol-1

故答案为:2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s)△H=-828KJ•mol-1

(2)铜、锌硫酸原电池中,正极上的电极反应式是2H++2e-=H2↑,在负极上是金属锌被氧化发生氧化反应,故答案为:2H++2e-=H2↑;氧化;

(3)将(2)装置中电流计改为直流电源,其他不变,通电一段时间后溶液变为蓝色,所以Cu是阳极材料,该电极上金属铜本身失电子成为铜离子,在阴极上是硫酸中的氢离子得电子的过程,总反应为:Cu+2H+Cu2++H2↑,故答案为:Cu+2H+Cu2++H2↑;

(4)若用石墨做电极电解500mL饱和食盐水,阳极上是氯离子失电子的氧化反应,会得到氯气,能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,验证阳极产物的方法是将湿润的淀粉-KI试纸粘在玻璃棒的一端靠近阳极,试纸变蓝,阴极上是氢离子得电子生成氢气,即2H++2e-=H2↑,共收集到气体1.12L即0.05mol氢气(已折算成标准状况),若要使溶液复原,通入标准状况下的HCl气体0.1mol,即2.24L,

故答案为:将湿润的淀粉-KI试纸粘在玻璃棒的一端靠近阳极,试纸变蓝;通入标准状况下的HCl气体2.24L.

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题型:填空题
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填空题

某课外活动小组同学用如图装置进行实验,一段时间后在C电极表面有铜析出,试回答下列问题.

(1)A为电源的______极;

(2)E的电极反应式为:______

(3)在常温下,现用丙装置给铁镀铜,当丙中铁表面析出铜的3.2g时,乙中溶液的pH值为______(假设溶液体积为1L);

(4)在电解一段时间后在甲中加入适量______可以使溶液恢复到原来的浓度.

(5)利用反应2Cu+O2+2H2SO4═2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为______

正确答案

2H+2e-=H2↑或2H2O+2e-=2OH-+H2

13

CuO或CuCO3

4H++O2+4e-═2H2O

解析

解:(1)电解池中阴极发生的是阳离子得电子的反应,C电极上有铜析出,所以C电极是阴极,连接阴极的是负极,所以A为电源的负极,故答案为:负;

(2)由于A是负极,所以E是阴极,阴极上发生阳离子得电子的反应,即水电离出的H+得电子析出H2的反应,所以E的电极反应式为:2H++2e-=H2↑或2H2O+2e-=2OH-+H2↑,故答案为:2H+2e-=H2↑ 或2H2O+2e-=2OH-+H2↑;  

(3)n(Cu)=3.2g÷64g/mol=0.05mol     

丙中:Cu2++2e-=Cu              

        0.1mol 0.05mol

整个装置中电子的得失数相等,故乙中转移电子数也为0.1mol,

乙中的电解反应式为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑     

阴极电极方程式为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑          

                   0.1mol 0.1mol

故c(OH-)=0.1 mol/L,c(H+)=1×10-13 mol/L,pH=13

故答案为:13.          

(4)甲中发生的反应:2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4,由方程式知,电解出的物质有Cu和O2,所以加入CuO或CuCO3可以使溶液恢复到原来的浓度,但Cu(OH)2或碱式碳酸铜会使溶液变稀,不能恢复到原来的浓度,故答案为:CuO或CuCO3

(5)原电池正极发生的是化合价降低得电子的反应,根据方程式可知是O2得电子,另外,由于H2SO4存在,所以发生的O2酸性条件下的电极反应:4H++O2+4e-═2H2O,故答案为:4H++O2+4e-═2H2O.

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题型:简答题
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简答题

铅蓄电池是可充电型电池,它的正负极极板是惰性材料,电池总反应式为:

Pb+PbO2+4H++2SO2PbSO4+2H2O,请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原):

(1)该蓄电池放电工作时的负极材料是______,用其电解氯化钠溶液,当阳极上收集到11.2L氯气时(标况下),理论上负极板的质量增加______g.充电时,图中A极应接直流电源的______(填“正极”或“负极”).充电时A极的电极反应式是______

(2)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______.现以铅蓄电池为电源电解,当蓄电池中有0.4mol H+被消耗时,则电路中通过的电子的物质的量为______,MnO2的理论产量为______g.

正确答案

解:(1)放电时,该装置是原电池,铅失电子生成硫酸铅而作负极,所以负极材料是Pb,电解氯化钠溶液是,阳极上氯离子放电生成氯气,当阳极上收集到11.2L氯气时(标况下)时,转移电子的物质的量==1mol,串联电路中转移电子相等,所以负极板上增加的质量==48g,

充电时,二氧化铅作电解池阳极,应该与电源正极相连,A电极上硫酸铅失电子和水反应生成二氧化铅和硫酸,电极反应式为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-

故答案为:铅;48;正;PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-

(2)电解酸化的MnSO4溶液时,根据离子的放电顺序,阴极上首先放电的是H+,电极反应式为:2H++2e-=H2↑,阳极反应式为:MnSO4-2e-+2H2O═MnO2+SO42-+4H+,根据氢离子和转移电子之间的关系式得,通过电子的物质的量==0.2mol,根据氢离子和二氧化锰之间的关系式得,二氧化锰的产量==8.7g,

故答案为:2H++2e-=H2↑;0.2mol;8.7.

解析

解:(1)放电时,该装置是原电池,铅失电子生成硫酸铅而作负极,所以负极材料是Pb,电解氯化钠溶液是,阳极上氯离子放电生成氯气,当阳极上收集到11.2L氯气时(标况下)时,转移电子的物质的量==1mol,串联电路中转移电子相等,所以负极板上增加的质量==48g,

充电时,二氧化铅作电解池阳极,应该与电源正极相连,A电极上硫酸铅失电子和水反应生成二氧化铅和硫酸,电极反应式为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-

故答案为:铅;48;正;PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-

(2)电解酸化的MnSO4溶液时,根据离子的放电顺序,阴极上首先放电的是H+,电极反应式为:2H++2e-=H2↑,阳极反应式为:MnSO4-2e-+2H2O═MnO2+SO42-+4H+,根据氢离子和转移电子之间的关系式得,通过电子的物质的量==0.2mol,根据氢离子和二氧化锰之间的关系式得,二氧化锰的产量==8.7g,

故答案为:2H++2e-=H2↑;0.2mol;8.7.

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题型:简答题
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简答题

有甲.乙两位学生分别利用如图A,B装置的原电池反应检测金属的活动性顺序,

(1)A装置中,正极是______极,负极是______极,B装置中,正极是______极,负极是______极,

(2)写出A装置中正极的电极反应式:______;A装置中负极的电极反应式:______;A装置中总反应的反应方程式:______

(3)写出B装置中正极的电极反应式:______;B装置中负极的电极反应式:______;B装置中总反应的反应方程式:______

(4)由此实验,可得到关于三种金属的活动性强弱的顺序是:______

正确答案

解:(1)A装置中,铝比铁活泼,所以正极是铁,负极是铝;B装置中,镁比铝活泼,所以正极是铝,负极是镁;故答案为:铁;铝;铝;镁;

(2)A装置中,铝比铁活泼,所以正极是铁得电子发生还原反应,反应式为2H++2e-=H2,负极是铝失电子发生氧化反应,反应式为Al-3e-=Al3+,总反应为:

2Al+6H+=2Al3++3H2↑,故答案为:2H++2e-=H2;Al-3e-=Al3+;2Al+6H+=2Al3++3H2↑;

(3)B装置中,镁比铝活泼,所以正极是铝,得电子发生还原反应,反应式为2H++2e-=H2↑,负极是镁失电子发生氧化反应,反应式为Mg-2e-=Mg2+,总反应为:Mg+2H+=Mg2++H2,故答案为:2H++2e-=H2↑;Mg-2e-=Mg2+;Mg+2H+=Mg2++H2↑;

(4)由此实验,可得到关于三种金属的活动性强弱的顺是Mg>Al>Fe,故答案为:Mg>Al>Fe.

解析

解:(1)A装置中,铝比铁活泼,所以正极是铁,负极是铝;B装置中,镁比铝活泼,所以正极是铝,负极是镁;故答案为:铁;铝;铝;镁;

(2)A装置中,铝比铁活泼,所以正极是铁得电子发生还原反应,反应式为2H++2e-=H2,负极是铝失电子发生氧化反应,反应式为Al-3e-=Al3+,总反应为:

2Al+6H+=2Al3++3H2↑,故答案为:2H++2e-=H2;Al-3e-=Al3+;2Al+6H+=2Al3++3H2↑;

(3)B装置中,镁比铝活泼,所以正极是铝,得电子发生还原反应,反应式为2H++2e-=H2↑,负极是镁失电子发生氧化反应,反应式为Mg-2e-=Mg2+,总反应为:Mg+2H+=Mg2++H2,故答案为:2H++2e-=H2↑;Mg-2e-=Mg2+;Mg+2H+=Mg2++H2↑;

(4)由此实验,可得到关于三种金属的活动性强弱的顺是Mg>Al>Fe,故答案为:Mg>Al>Fe.

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题型:填空题
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填空题

如图装置,A、B中电极为多孔的惰性电极;C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹;电源有a、b两极.若在A、B中充满KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中,切断K1,闭合K2、K3,通直流电,则:

(1)标出电源的正、负极,a为______极.

(2)在湿的Na2SO4滤纸条中心滴KMnO4溶液,现象为______

(3)写出电极反应式:A中______

(4)若电解一段时间,A、B中均有气体包围电极.此时切断K2、K3,闭合K1.电流表的指针偏转,则此时A极电极反应式为______

正确答案

紫色向D方向移动

4OH--4e-=O2↑+2H2O

O2+2H2O+4e-=4OH-

解析

解:(1)切断K1,合闭K2、K3通直流电,电极A、B及氢氧化钾溶液构成电解池,根据离子的放电顺序,溶液中氢离子、氢氧根离子放电,分别生成氢气和氧气,氢气和氧气的体积比为2:1,通过图象知,B极上气体体积是A极上气体体积的2倍,所以B极上得氢气,A极上得到氧气,所以B极是阴极,A极是阳极,故a是负极,b是正极,故答案为:负;

(2)浸有硫酸钠的滤纸和电极C、D与电源也构成了电解池,因为a是负极,b是正极,所以C是阴极,D是阳极,电解质溶液中的阳离子钾离子向阴极移动,阴离子高锰酸根离子向阳极移动,所以D极呈紫色;电解质溶液中氢离子和氢氧根离子放电,所以在两极上都得到气体,A极上氢氧根离子失电子生成氧气和水,电极反应式为4OH--4e=2H2O+O2↑;C极上氢离子得电子生成氢气,电极反应式为4H++4e=2H2↑,

故答案为:紫色向D方向移动;

(3)通过图象知,B极上气体体积是A极上气体体积的2倍,所以B极上得氢气,A极上得到氧气,所以B极是阴极,A极是阳极,水溶液中氢氧根离子失电子生成氧气,电极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O;

故答案为:4OH--4e-=O2↑+2H2O;

(4)若电解一段时间,A、B中均有气体包围电极切断K2、K3,合闭K1,电解一段时间后,A、B中均有气体包围电极.此装置构成氢氧燃料原电池,所以有电流通过,电流表的指针移动,此时B中的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,A中电极反应O2+2H2O+4e-=4 OH-

故答案为:O2+2H2O+4e-=4 OH-

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,杠杆A、B两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球,调节杠杆并使其在水中保持平衡,小心地向水槽中滴入CuSO4浓溶液.(该过程中不考虑两球浮力的变化)下列说法正确的是(  )

A若杠杆由绝缘体材料制成,一段时间后,杠杆一定B端高A端低

B若杠杆由导体材料制成,一段时间后,杠杆一定B端高A端低

C若杠杆由导体材料制成,一段时间后,杠杆一定A端高B端低

D杠杆一定A端高B端低,与其材质无关

正确答案

B

解析

解:A、若杠杆由绝缘体材料制成,铁能和铜离子发生置换反应析出铜单质,导致铁球变重,铜不反应,铜球质量不变,所以一段时间后,杠杆一定A端高端低B,故A错误;

B、若杠杆由导体材料制成,空心铜球、空心铁球和硫酸铜溶液构成了原电池,活泼金属铁作负极,铜作正极,铁变成亚铁离子进入溶液,铁球上质量减小,正极上铜离子得电子发生还原反应析出金属铜,铜球上质量增加,所以一段时间后,杠杆一定B端高A端低,故B正确;

C、若杠杆由导体材料制成,空心铜球、空心铁球和硫酸铜溶液构成了原电池,活泼金属铁作负极,铜作正极,铁变成亚铁离子进入溶液,铁球上质量减小,正极上铜离子得电子发生还原反应析出金属铜,铜球上质量增加,所以一段时间后,杠杆一定B端高A端低,故C错误;

D、通过以上分析知,杠杆哪边高,与其材质有关,故D错误;

故选B.

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题型:简答题
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简答题

某课外活动小组用如图装置进行实验,试回答下列问题.

(1)若开始时开关K与a连接,则B极的电极反应式为______

(2)若开始时开关K与b连接,则B极的电极反应式为______,总反应的离子方程式为______

(3)若开关K与b连接,下列说法正确的是(填序号)______

①溶液中Na+向A极移动

②从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝

③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度

④若标准状况下B极产生2.24L气体,则溶液中转移0.2mol电子

(4)如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池,则电池正极的电极反应式为______

正确答案

解:(1)开始时开关K与a连接,是原电池,铁为负极,发生氧化反应,失去电子生成亚铁离子,电极方程式为Fe-2e-=Fe2+,A极上氧气得电子被还原,电极方程式为O2+2H2O+4e-=4OH-

故答案为:Fe-2e-=Fe2+

(2)开关K与b连接,装置为电解池,铁为阴极,发生还原反应,氢离子得到电子生成氢气,电极方程式为2H++2e-=H2↑,总的电极反应是电解饱和食盐水,电极反应方程式为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,故答案为:2H++2e-=H2↑;2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-

(3)①电解时阳离子向阴极移动,故①错误;

②A生成氯气,能使湿润KI淀粉试纸变蓝,故②正确;

③阳极生成氯气,阴极生成氢气,则通入适量氯化氢可恢复到原浓度,故③错误;

④若标准状况下B极产生2.24L氢气,由2H++2e-=H2↑可知转移0.2mol电子,故④正确.

故答案为:②④;

(4)正极发生还原反应,氧气放电生成氢氧根离子,电极反应式为:O2+4e-+2H2O═4OH-,故答案为:O2+4e-+2H2O═4OH-

解析

解:(1)开始时开关K与a连接,是原电池,铁为负极,发生氧化反应,失去电子生成亚铁离子,电极方程式为Fe-2e-=Fe2+,A极上氧气得电子被还原,电极方程式为O2+2H2O+4e-=4OH-

故答案为:Fe-2e-=Fe2+

(2)开关K与b连接,装置为电解池,铁为阴极,发生还原反应,氢离子得到电子生成氢气,电极方程式为2H++2e-=H2↑,总的电极反应是电解饱和食盐水,电极反应方程式为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,故答案为:2H++2e-=H2↑;2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-

(3)①电解时阳离子向阴极移动,故①错误;

②A生成氯气,能使湿润KI淀粉试纸变蓝,故②正确;

③阳极生成氯气,阴极生成氢气,则通入适量氯化氢可恢复到原浓度,故③错误;

④若标准状况下B极产生2.24L氢气,由2H++2e-=H2↑可知转移0.2mol电子,故④正确.

故答案为:②④;

(4)正极发生还原反应,氧气放电生成氢氧根离子,电极反应式为:O2+4e-+2H2O═4OH-,故答案为:O2+4e-+2H2O═4OH-

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题型:简答题
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简答题

将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置(以下均假设反应过程中溶液体积不变).

(1)铁片上的电极反应式为______

(2)铜片周围溶液会出现______的现象.

(3)若2min后测得铁片和铜片之间的质量差为2.4g,计算:

①导线中流过的电子的物质的量为______mol;

②该段时间内用硫酸铜表示的平均反应速率为______mol•L-1•min-1

(4)该装置改为如图2所示的装置也能达到和原装置相同的作用.其中KCl溶液起沟通两边溶液形成闭合回路的作用,同时又能阻止反应物直接接触.则硫酸铜溶液应该注入______(填“左侧”、“右侧”或“两侧”)烧杯中.

正确答案

解:(1)该装置构成原电池,铁易失电子而作负极,铜作正极,铁电极上铁失电子而发生氧化反应,电极反应式为:Fe-2e-=Fe 2+

故答案为:Fe-2e-=Fe 2+

(2)铜电极上铜离子得电子发生还原反应而生成铜,所以铜离子浓度降低,则溶液颜色变浅,故答案为:溶液颜色变浅;

(3)①负极上铁溶解,正极上析出铜,铁片和铜片相差的质量为溶解铁和析出铜的质量之和,溶解铁的物质的量和析出铜的物质的量相等,设转移电子的物质的量为xmol,=2.4,x=0.04,故答案为:0.04;

②铜离子的平均反应速率==0.02mol•L-1•min-1,故答案为:0.02;

(4)含有盐桥的原电池中,电极材料与相应的电解质溶液中含有相同的金属元素,所以硫酸铜溶液应该倒入右侧,故答案为:右侧.

解析

解:(1)该装置构成原电池,铁易失电子而作负极,铜作正极,铁电极上铁失电子而发生氧化反应,电极反应式为:Fe-2e-=Fe 2+

故答案为:Fe-2e-=Fe 2+

(2)铜电极上铜离子得电子发生还原反应而生成铜,所以铜离子浓度降低,则溶液颜色变浅,故答案为:溶液颜色变浅;

(3)①负极上铁溶解,正极上析出铜,铁片和铜片相差的质量为溶解铁和析出铜的质量之和,溶解铁的物质的量和析出铜的物质的量相等,设转移电子的物质的量为xmol,=2.4,x=0.04,故答案为:0.04;

②铜离子的平均反应速率==0.02mol•L-1•min-1,故答案为:0.02;

(4)含有盐桥的原电池中,电极材料与相应的电解质溶液中含有相同的金属元素,所以硫酸铜溶液应该倒入右侧,故答案为:右侧.

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题型:简答题
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简答题

(1)已知:①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)△H=-641kJ•mol-1

Ti(s)+Cl2(g)=TiCl4(1)△H=-385kJ•mol-1

则2Mg(s)+TiCl4(1)=2MgCl2(s)+Ti(s)的反应热为△H=______

(2)已知甲醇(CH3OH)在常温下为液体,其热值为22.7kJ•g-1,则甲醇的标准燃烧热的热化学方程式为______

(3)将甲醇、氧气和氢氧化钾溶液设计成燃料电池,该电池正极反应式为______

(4)如图为工业上氯碱工业的电解槽示意图,据图回答:

①该电解槽中发生反应的总离子反应方程式为______

②若没有阳离子交换膜,则电解一段时间后在电解槽的溶液中可能发生的化学反应方程式为______

正确答案

解:(1)已知:①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)△H=-641kJ•mol-1

Ti(s)+Cl2(g)=TiCl4(1)△H=-385kJ•mol-1

将方程式①×2-②得2Mg(S)+TiCl4(s)═2MgCl2(S)+Ti(s)△H=2(-641kJ/mol)-(-770kJ/mol)=-512kJ/mol,

故答案为:2Mg(s)+TiCl4(1)=2MgCl2(s)+Ti(s)△H=-512kJ/mol;

(2)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成温度氧化物时放出的热量;在25℃、101kPa下,1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热725.8KJ,即:CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8 kJ•mol-1

故答案为:CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.4 kJ•mol-1

(3)碱性甲醇燃料电池中,负极发生氧化反应,电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-+=CO32-+6H2O,正极发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-

(4)①工业上用电解饱和食盐水制取氯碱,在阳极区域加入饱和食盐水,氯离子在阳极上放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时电极附近有氢氧化钠生成,电解方程式为:2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑,故答案为:2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑;

②阳极上生成的氯气和阴极区域生成的氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠,反应方程式为:Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O,故答案为:Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O.

解析

解:(1)已知:①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)△H=-641kJ•mol-1

Ti(s)+Cl2(g)=TiCl4(1)△H=-385kJ•mol-1

将方程式①×2-②得2Mg(S)+TiCl4(s)═2MgCl2(S)+Ti(s)△H=2(-641kJ/mol)-(-770kJ/mol)=-512kJ/mol,

故答案为:2Mg(s)+TiCl4(1)=2MgCl2(s)+Ti(s)△H=-512kJ/mol;

(2)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成温度氧化物时放出的热量;在25℃、101kPa下,1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热725.8KJ,即:CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8 kJ•mol-1

故答案为:CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.4 kJ•mol-1

(3)碱性甲醇燃料电池中,负极发生氧化反应,电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-+=CO32-+6H2O,正极发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-

(4)①工业上用电解饱和食盐水制取氯碱,在阳极区域加入饱和食盐水,氯离子在阳极上放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时电极附近有氢氧化钠生成,电解方程式为:2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑,故答案为:2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑;

②阳极上生成的氯气和阴极区域生成的氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠,反应方程式为:Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O,故答案为:Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O.

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