- 电化学基础
- 共22819题
某同学设计的铜锌原电池如图所示，则下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．该装置符合原电池构成条件，所以能构成原电池，锌易失电子而作负极，铜作正极，所以该装置能正常工作，故A错误；
B．该装置中负极电极反应式为Zn-2e-=Ze2+，正极上电极反应式为Cu 2++2e-=Cu，所以电池反应式为Zn+Cu2+═Zn2++Cu，故B错误；
C．盐桥中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，锌作负极，铜作正极，所以氯离子向硫酸锌溶液移动，故C正确；
D．外电路中，电流从正极铜沿导线流向负极锌，电子从负极锌沿导线流向正极铜，故D错误；
故选C．
（1）Fe电极为______（填“M”或“N”）；电解时______（填“能”或“不能”）否用Cu电极来代替Fe电极，理由是______．
（2）阳极附近溶液中，发生反应的离子方程式是______；
阴极附近的沉淀有______．
（3）图中熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质、CH4为燃料、空气为氧化剂、稀土金属材料为电极的新型电池．已知，该熔融盐电池的负极的电极反应是CH4-8e-+4CO32-═5CO2+2H2O，则正极的电极反应式为______．
（4）实验过程中，若电解池阴极材料质量不变，产生4.48L（标准状况）气体时，熔融盐燃料电池消耗CH4的体积为______L（标准状况）．
正确答案
解：（1）该实验原理：用Fe为电极进行电解生成Fe2+，作为还原剂还原Cr2O72-，所以金属铁是阳极，不能用Cu电极来代替Fe电极，因阳极产生的Cu2+不能还原Cr2O72-，故答案为：M；不能；因阳极产生的Cu2+不能还原Cr2O72-；
（2）电解池的阳极上发生失电子的氧化反应，阳极附近溶液中，发生反应的离子方程式是：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，根据阳离子移向阴极的原理，则阴极附近的沉淀有Cr（OH）3、Fe（OH）3，故答案为：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O；Cr（OH）3、Fe（OH）3；
（3）①料电池中，正极反应一定是氧气的电子的过程，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO32- （或2O2+4CO2+8e-=4CO32-），故答案为：O2+2CO2+4e-=2CO32- （或2O2+4CO2+8e-=4CO32-）；
（4）阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，阴极产生了4.48L（标准状况）即2mol的氢气产生，所以转移电子的物质的量为0.4mol，根据电池的负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，当转移0.4mol电子时，消耗CH4（标准状况）的物质的量是0.05mol，其体积V=nVm=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故答案为：1.12L．
解析
解：（1）该实验原理：用Fe为电极进行电解生成Fe2+，作为还原剂还原Cr2O72-，所以金属铁是阳极，不能用Cu电极来代替Fe电极，因阳极产生的Cu2+不能还原Cr2O72-，故答案为：M；不能；因阳极产生的Cu2+不能还原Cr2O72-；
（2）电解池的阳极上发生失电子的氧化反应，阳极附近溶液中，发生反应的离子方程式是：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，根据阳离子移向阴极的原理，则阴极附近的沉淀有Cr（OH）3、Fe（OH）3，故答案为：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O；Cr（OH）3、Fe（OH）3；
（3）①料电池中，正极反应一定是氧气的电子的过程，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为：O2+2CO2+4e-=2CO32- （或2O2+4CO2+8e-=4CO32-），故答案为：O2+2CO2+4e-=2CO32- （或2O2+4CO2+8e-=4CO32-）；
（4）阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，阴极产生了4.48L（标准状况）即2mol的氢气产生，所以转移电子的物质的量为0.4mol，根据电池的负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，当转移0.4mol电子时，消耗CH4（标准状况）的物质的量是0.05mol，其体积V=nVm=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故答案为：1.12L．
（2014秋•龙岩期末）请仔细观察下列三种装置的构造示意图．根据要求回答问题：
（1）电解精炼铜（如图1）时，b极材料是______（填“纯铜”或“粗铜”）；其电解质溶液能否用CuCl2替代？答：______（“能”或“否”）．
（2）碱性锌锰电池（如图2）的总反应式为Zn+2MnO2+2H2O═2MnOOH+Zn（OH）2，该电池的负极反应式为______．若有0.65g锌参与了电池反应，则转移电子的物质的量为______mol．
（3）铅-硫酸蓄电池（如图3）放电过程中，负极的电极反应式为______，充电时，Pb电极应接电源的______极（填“正极”或“负极”）．
正确答案
解：（1）与电源正极相连的是阳极，所以b为阳极，精炼铜是粗作阳极，电解质含有可溶的铜盐，可以是硫酸铜、氯化铜和硝酸铜，故答案为：粗铜；能；
（2）负极发生氧化反应，锌失电子，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2，0.65g锌是0.01mol，而1mol的锌失去2mol的电子，所以转移电子的物质的量为0.02mol，故答案为：Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2；0.02；
（3）铅蓄电池放电时，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：Pb-2e-+SO42-=PbSO4，充电时是电解池的阴极，与电源的负极相连，故答案为：Pb-2e-+SO42-=PbSO4；负．
解析
解：（1）与电源正极相连的是阳极，所以b为阳极，精炼铜是粗作阳极，电解质含有可溶的铜盐，可以是硫酸铜、氯化铜和硝酸铜，故答案为：粗铜；能；
（2）负极发生氧化反应，锌失电子，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2，0.65g锌是0.01mol，而1mol的锌失去2mol的电子，所以转移电子的物质的量为0.02mol，故答案为：Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2；0.02；
（3）铅蓄电池放电时，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：Pb-2e-+SO42-=PbSO4，充电时是电解池的阴极，与电源的负极相连，故答案为：Pb-2e-+SO42-=PbSO4；负．
（2015春•娄底期末）在由铜锌组成的原电池（电解质是稀硫酸）中，有位同学在铜电极收集到了12g的气体，
（1）铜锌原电池的正极的电极反应：______
（2）铜电极产生12g气体的过程中有______mol的电子发生了转移．
正确答案
解：（1）在Cu、Zn和稀硫酸组成的原电池中，锌失电子变成离子进入溶液，发生氧化反应，是负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极上是氢离子得电子生成氢气，金属铜是正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，故答案为：2H++2e-=H2↑；
（2）根据铜电极上的反应：2H++2e-=H2↑，产生2g气体的过程中有2mol的电子转移，所以产生12g气体的过程中有12mol电子转移，故答案为：12．
解析
解：（1）在Cu、Zn和稀硫酸组成的原电池中，锌失电子变成离子进入溶液，发生氧化反应，是负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，正极上是氢离子得电子生成氢气，金属铜是正极，电极反应为：2H++2e-=H2↑，故答案为：2H++2e-=H2↑；
（2）根据铜电极上的反应：2H++2e-=H2↑，产生2g气体的过程中有2mol的电子转移，所以产生12g气体的过程中有12mol电子转移，故答案为：12．
（1）M极的电极材料为______．
（2）加入乙醇的铂电极的电极反应式为______．
正确答案
铁
C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O
解析
解：碱性乙醇电池为原电池，通入乙醇的电极是负极，通入氧气的电极是正极，乙池有外接电源，属于电解池，根据图片知，N是阳极，M是阴极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，则M电极是铁，N电极是石墨，
（1）通过以上分析知，M是阴极，电极材料为铁，故答案为：铁；
（2）N上电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，乙醇电极上乙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：C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O，
故答案为：C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O．
如图所示，将锌片和铜片通过导线相连，置于稀硫酸中．下列说法正确的（ ）
正确答案
解析
解：A．铜为正极，正极发生还原反应，氢离子得电子生成氢气，故A正确；
B．氢离子浓度减小，所以溶液的pH逐渐增大，故B错误；
C．电子从负极沿导线流向正极，即电子从Zn沿导线流向Cu，故C错误；
D．该装置是原电池，原电池是把化学能转变为电能的装置，故D错误．
故选A．
（1）Zn板作电池的______ 极，发生______反应．
（2）锌片上发生的电极反应：______；
铜板上的电极反应式：______．
（3）经过一段时间后，电解质溶液的质量______（填“变大”或“变小”）．
（4）若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和铜片洗净干燥后称重，总质量为47g，试计算产生氢气的体积（标准状况）．______．
正确答案
解：（1）该原电池中，Zn易失电子发生氧化反应而作负极，铜作正极，正极上 得电子发生还原反应，故答案为：负；氧化；
（2）负极上锌失电子生成锌离子，正极上氢离子得电子生成氢气，所以电极反应式分别为：Zn-2e-═Zn2+、2H++2e-=H2↑，故答案为：Zn-2e-═Zn2+、2H++2e-=H2↑；
（3）转移相同电子时，溶解锌和析出氢气的物质的量相等，锌的摩尔质量大于氢气，所以溶解锌的质量大于析出氢气的质量，所以溶液质量变大，故答案为：变大；
（4）金属减少的质量为金属锌的质量，原电池中正负极上转移电子相等，根据转移电子相等得，生成氢气体积=
解析
解：（1）该原电池中，Zn易失电子发生氧化反应而作负极，铜作正极，正极上 得电子发生还原反应，故答案为：负；氧化；
（2）负极上锌失电子生成锌离子，正极上氢离子得电子生成氢气，所以电极反应式分别为：Zn-2e-═Zn2+、2H++2e-=H2↑，故答案为：Zn-2e-═Zn2+、2H++2e-=H2↑；
（3）转移相同电子时，溶解锌和析出氢气的物质的量相等，锌的摩尔质量大于氢气，所以溶解锌的质量大于析出氢气的质量，所以溶液质量变大，故答案为：变大；
（4）金属减少的质量为金属锌的质量，原电池中正负极上转移电子相等，根据转移电子相等得，生成氢气体积=
（已知：电极反应式为 阳极：Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+阴极：Cu2++2e-=Cu ）
正确答案
解：电解时，设阳极上消耗锌的物质的量为xmol，消耗铜ymol，
转移的电子的物质的量为
Zn-2e-=Zn2+
1 2
x 2x
Cu-2e-=Cu2+
1 2
y 2y
所以阳极失电子的物质的量为2x+2y=0.3mol①，
Cu2++2e-=Cu
2mol 1mol
0.3mol 0.15mol
所以生成的铜的质量为 0.15mol×64g/mol=9.6g，
两电极上的质量差为：阴极上增加的质量加上阳极上减少的质量=9.6g+65x+64y=19.25g②
所以①②②组成方程组为
解得
铜锌合金中铜的质量分数为
答：铜锌合金中铜的质量分数为66.3%．
解析
解：电解时，设阳极上消耗锌的物质的量为xmol，消耗铜ymol，
转移的电子的物质的量为
Zn-2e-=Zn2+
1 2
x 2x
Cu-2e-=Cu2+
1 2
y 2y
所以阳极失电子的物质的量为2x+2y=0.3mol①，
Cu2++2e-=Cu
2mol 1mol
0.3mol 0.15mol
所以生成的铜的质量为 0.15mol×64g/mol=9.6g，
两电极上的质量差为：阴极上增加的质量加上阳极上减少的质量=9.6g+65x+64y=19.25g②
所以①②②组成方程组为
解得
铜锌合金中铜的质量分数为
答：铜锌合金中铜的质量分数为66.3%．
锌铜原电池用画图的方式（如图）表示很不方便，常常采用电池图式表达式，如Zn|ZnSO4（1mol/L）||CuSO4（1mol/L）|Cu，上式中，发生氧化反应的负极写在左边，发生还原反应的正极写在右边．用实垂线“|”表示电极与溶液之间的界面，用双实垂线“||”表示盐桥．
（1）上述资料列举的电池中，锌片上发生的电极反应式是______．
（2）现有一电池，其图式表达式为Cu|CuSO4（1mol/L）||Fe2（SO4）3（0.5mol/L）|C．该电池中，正极的电极反应式是______．
（3）2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇（CH3OH一种可燃物）燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆．甲醇燃料电池的工作原理如图所示．
①该电池工作时，b口通入的物质为______．
②写出该电池的电极反应式：正极：______ 负极：______
③工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，有______NA个电子转移．
正确答案
Zn-2e-=Zn 2+
Fe 3++e-=Fe 2+
CH3OH
3O2+12H++12e-=6H2O
2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2↑+12H+
1.2
解析
解：（1）锌片上失电子发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，故答案为：Zn-2e-=Zn 2+；
（2）该电池中，正极上铁离子得电子发生还原反应，电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，故答案为：Fe3++e-=Fe2+；
（3）①据氢离子移动方向知，右侧电极为正极，左侧电极为负极，负极上通入燃料甲醇，故答案为：CH3OH；
②正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为：3O2+12H++12e-=6H2O，负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2↑+12H+，故答案为：3O2+12H++12e-=6H2O；2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2↑+12H+；
③根据2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+知，甲醇和转移电子之间的关系式得，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，转移电子的物质的量=
故答案为：1.2．
由等质量的锌片、铜片组成的Zn-Cu-H2SO4原电池，工作一段时间后，锌片的质量减少了2.6g．求：
（1）生成氢气的体积（标准状况）；
（2）若将电解质溶液改为硫酸铜溶液，当电池两极的质量差为12.9g时，从电池中流出的电子数目．
正确答案
解：（1）
Zn+H2SO4 =ZnSO4 +H2↑
65g 22.4L
2.6g 0.896L=896mL
故答案为896mL；
（2）将电解质溶液改为硫酸铜溶液时，锌片质量减少，铜片质量增加，锌片减少的质量与铜片增加的质量和是两极质量的差，
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 两极质量差 电子转移
（ 65+64）g 2 NA
12.9g 0.2 NA
故答案为0.2 NA ；
解析
解：（1）
Zn+H2SO4 =ZnSO4 +H2↑
65g 22.4L
2.6g 0.896L=896mL
故答案为896mL；
（2）将电解质溶液改为硫酸铜溶液时，锌片质量减少，铜片质量增加，锌片减少的质量与铜片增加的质量和是两极质量的差，
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 两极质量差 电子转移
（ 65+64）g 2 NA
12.9g 0.2 NA
故答案为0.2 NA ；
如图所示装置能够组成原电池，并且能产生明显电流的是（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：A．两个电极材料相同，不能够组成原电池且产生电流，故A错误；
B．符合原电池的构成条件，锌为负极，有电流产生，故B正确；
C．符合原电池的构成条件，铁为负极，有电流产生，故C正确；
D．活泼金属锌与硫酸锌不能自发的进行氧化还原反应，故D错误．
故选BC．
下列有关电池的说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．锂离子电池能充放电，所以属于二次电池，故A正确；
B．甲醇燃料电池属于原电池，是将化学能转化为电能的装置，故B正确；
C．锌铜原电池放电时，锌易失电子而作负极，铜作正极，电子从负极锌沿导线流向正极铜，故C错误；
D．锌锰干电池中，锌易失电子发生氧化反应而作负极，故D正确；
故选C．
正确答案
解析
解：A．通入燃料的电极A为负极，故A正确；
B．电解B表面上氧气得电子发生还原反应，故B正确；
C．根据电池反应式知，KOH参加反应且生成水，导致溶液中KOH浓度降低，则溶液的pH减小，故C错误；
D．燃料电池是将化学能转化为电能，不是燃料燃烧，所以没有火焰产生，故D正确；
故选C．
正确答案
解析
解：A．该原电池中金属作负极，碳棒b作正极，负极上金属失电子发生氧化反应，正极碳上氢离子得电子发生还原反应，所以溶液中氢离子浓度减小，溶液的PH增大，故A正确；
B．该原电池中，金属的金属性大于氢元素，所以金属a作负极，碳棒b作正极，故B错误；
C．该装置能构成原电池，所以有电流产生，电子从负极a沿导线流向正极b，故C正确；
D．a作负极，负极上失电子发生氧化反应，故D正确；
故选：B．
正确答案
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
1.12L
解析
解：通入甲烷的一端为原电池的负极失电子发生氧化反应，电极反应为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，若乙池中装入废液500mL，得到的废液中提炼金属铜，阴极电极反应为：Cu2++2e-=Cu，当阴极增重3.2g是铜物质的量为0.05mol，电子转移为0.1mol，停止通电，阳极电极反应氯离子失电子生成氯气，电极反应2Cl--2e-=Cl2↑，此时阳极产生气体的体积为0.05mol，标准状况下体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；
故答案为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；1.12L．
扫码查看完整答案与解析