- 电化学基础
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如图所示的电解池I和Ⅱ中,a、b、c和d均为Pt电极.电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b>d.符合上述实验结果的盐溶液是( )
正确答案
解析
解:装置图分析电极名称a为阳极,b为阴极,c为阳极,d为阴极,结合电解原理,溶液中离子放电顺序分析判断电极反应,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,说明阴极上溶液中金属离子在阴极析出金属单质;
A、X为MgSO4,阴极电极反应为溶液中氢离子放电,无金属析出;Y为CuSO4 ,溶液中阴极上铜离子得到电子析出金属,故A错误;
B、X为AgNO3,阴极电极反应为溶液中银离子放电,电极反应为:Ag++e-=Ag,Y为Pb(NO3)2 ,阴极上溶液中氢离子放电,无金属析出,故B错误;
C、X为FeSO4,阴极是溶液中氢离子得到电子生成氢气,无金属析出,Y为Al2 (SO4)3,阴极上是氢离子放电无金属析出,故C错误;
D、Y为CuSO4,阴极是溶液中铜离子析出,电极反应Cu2++2e-=Cu,X为AgNO3,阴极电极反应为溶液中银离子放电,电极反应为:Ag++e-=Ag,依据电子守恒Cu~2Ag,增重b>d,符合题意,故D正确.
故选D.
(1)将锌、铜用导线连接后浸入2mol/L的稀硫酸中,正极电极反应式为______,发生______反应(填氧化或还原);电子从______(填锌或铜)经外电路到______(填锌或铜),溶液中H+向______移动(填正极或负极),放电一段时间后,正极区pH值______(填变大、变小或不变).
(2)将铜片和铁片用导线连接后插入三氯化铁溶液中,也有电流通过电流表.
负极电极反应式为______,总反应的离子方程式为______.
(3)将铁片和石墨电极用导线连接后插入氯化钠溶液并露置在空气中,也有电流通过电流表,请写出负极电极反应式______,正极电极反应式为______.
正确答案
2H++2e-=H2↑
还原
锌
铜
正极
变大
Fe-2e-=Fe2+
Fe+2Fe3+=3Fe2+
2Fe-4e-=2Fe2+
O2+4e-+2H2O=4OH-
解析
解:(1)该原电池中锌是负极,铜是正极,正极上氢离子得电子生成氢气,发生还原反应;外电路上,电子从负极沿导线到正极,所以电子是从锌经外电路到铜;铜极附近有大量的电子,根据异性电荷相吸,铜极吸引氢离子,所以氢离子向正极移动;正极上氢离子得电子生成氢气,所以氢离子浓度降低,PH值变大.
故答案为:2H++2e-=H2↑; 还原; 锌; 铜; 正极; 变大.
(2)铁是负极,铜是正极,氯化铁是电解质,电子从负极(铁极)沿导线到正极(铜极).负极上铁失电子生成二价铁离子,Fe-2e-=Fe2+; 正极上三价铁离子得电子生成二价铁离子,即2Fe3++2e-=2Fe2+,正负极上电极反应式相加得电池反应方程式:Fe+2Fe3+=3Fe2+.
故答案为:Fe-2e-=Fe2+;Fe+2Fe3+=3Fe2+;
(3)将铁片和石墨电极用导线连接后插入氯化钠溶液并露置在空气中,构成原电池,其中铁作负极,石墨作正极,溶液中溶有一定量的氧气,所以负极上铁失电子生成二价铁离子,2Fe-4e-=2Fe2+,正极上氧气和水得电子生成氢氧根离子:O2+4e-+2H2O=4OH-
,故答案为:2Fe-4e-=2Fe2+;O2+4e-+2H2O=4OH-.
(2016春•玉溪校级月考)CO2和CH4均为温室气体,若得以综合利用,对于温室气体的整治具有重大意义.
(1)已知:CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H═+247.3KJ/mol
CH4(g)⇌C(s)+2H2 (g)△H═+75KJ/mol
反应2CO(g)⇌C(s)+CO2(g)在一定条件下能自发进行的原因是______
(2)合成甲醇的主要反应是CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).压强为P1时,向体积为2L的密闭容器中充人b mol CO和2b mol H2,平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图1所示.请回答:
①该反应属于______(填“吸”或“放”)热反应;P1______P2(填“>”、“<”或“=”).200℃时,该反应的平衡常数K=______(用含b的代数式表示).
②若200℃时,上述反应经过tmin达到平衡,则该时间段内氢气的平均反应速率为______.
(3)以渗透于多孔基质的惰性导电物质材料为电极,用35%~50%KOH为电解液,甲烷和空气为原料,构成碱性燃料电池,该电池负极的电极反应式为______
(4)以甲烷燃料电池做电源,用如图2所示装置,在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,用离子方程式表示沉淀产生的原因是______.
(5)已知25℃时,Al(OH)3的Ksp=8.0×10-33.若使某铝盐溶液中的Al3+降至1.0×10-6mol.L-l时,则需调节溶液的pH至______(已知lg5=0.7).
正确答案
解:(1)已知:①CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H=+247.3kJ•mol-1
②CH4(g)⇌C(s)+2H2(g)△H=+75kJ•mol-1,根据盖斯定很,将②-①得反应2CO(g)⇌C(s)+CO2(g)△H=-172.3kJ•mol-1,△H<0,而该反应△S<0,所以该反应在温度较低的条件下可以自发进行,
故答案为:该反应中△H<0,△S<0,在温度较低的条件下可以自发进行;
(2)①根据图可知,温度越高,CO的转化率越小,所以该反应的正反应为放热反应,根据图相同温度时P2的CO的转化率大于P1,而该反应为气体体积减小的反应,压强越大,CO的转化率越高,所以P1<P2,200℃时,CO的转化率为0.5,所以平衡时CO、H2、CH3OH的浓度分别为0.25bmol/L、0.5bmol/L、0.25bmol/L,所以平衡常数K==
故答案为:放;<;;
②若200℃时,上述反应经过tmin达到平衡,氢气转化的浓度为0.5bmol/L,所以该时间段内氢气的平均反应速率为=
mol/(L•min),
故答案为:mol/(L•min);
(3)甲烷和空气为原料,构成碱性燃料电池,负极上甲烷失电子生成碳酸根离子,负极的电极反应式为:CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O,
故答案为:CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O;
(4)铝作阳极,阳极上电极反应式为Al=Al3++3e-;阳极上生成的铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,所以溶液变浑浊Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,
故答案为:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑;
(5)根据Ksp[Al( OH)3]=c(Al3+)•c3(OH-)可知,c(OH-)==2×10-9,所以c(H+)=5×10-6,pH值为6-lg5=5.3,
故答案为:5.3.
解析
解:(1)已知:①CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H=+247.3kJ•mol-1
②CH4(g)⇌C(s)+2H2(g)△H=+75kJ•mol-1,根据盖斯定很,将②-①得反应2CO(g)⇌C(s)+CO2(g)△H=-172.3kJ•mol-1,△H<0,而该反应△S<0,所以该反应在温度较低的条件下可以自发进行,
故答案为:该反应中△H<0,△S<0,在温度较低的条件下可以自发进行;
(2)①根据图可知,温度越高,CO的转化率越小,所以该反应的正反应为放热反应,根据图相同温度时P2的CO的转化率大于P1,而该反应为气体体积减小的反应,压强越大,CO的转化率越高,所以P1<P2,200℃时,CO的转化率为0.5,所以平衡时CO、H2、CH3OH的浓度分别为0.25bmol/L、0.5bmol/L、0.25bmol/L,所以平衡常数K==
故答案为:放;<;;
②若200℃时,上述反应经过tmin达到平衡,氢气转化的浓度为0.5bmol/L,所以该时间段内氢气的平均反应速率为=
mol/(L•min),
故答案为:mol/(L•min);
(3)甲烷和空气为原料,构成碱性燃料电池,负极上甲烷失电子生成碳酸根离子,负极的电极反应式为:CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O,
故答案为:CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O;
(4)铝作阳极,阳极上电极反应式为Al=Al3++3e-;阳极上生成的铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,所以溶液变浑浊Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,
故答案为:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑;
(5)根据Ksp[Al( OH)3]=c(Al3+)•c3(OH-)可知,c(OH-)==2×10-9,所以c(H+)=5×10-6,pH值为6-lg5=5.3,
故答案为:5.3.
如图所示,装置在常温下工作(溶液体积变化忽略不计).闭合K,灯泡发光.下列叙述中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.乙中电极反应为HSO3--2e-+H2O=SO42-+3H+,则当电路中有1.204×1022个电子转移时,即0.02mol电子转移时,乙中生成0.03molH+,c(H+)==0.1mol/L,故A正确;
B.甲为正极,电池工作时,阳离子移向正极,盐桥中的K+移向甲烧杯,故B正确;
C.外电路的电子方向是从b(负极)到a(正极),故C错误;
D.乙中电极反应为HSO3--2e-+H2O=SO42-+3H+,氧化产物为SO42-,故D正确;
故选C.
(2015秋•宜春校级期末)据报道,苹果公司开发了一种以液态甲醇为原料,以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池,充一次电可连续使用一个月.如图是一个电化学过程的示意图.
已知甲池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOHK2CO3+6H2O 请填空:
(1)充电时:①原电池的负极与电源______极相连 ②阳极的电极反应为______;
(2)在此过程中若完全反应,乙池中B极的质量增加648g,则甲池中理论上消耗O2______L(标准状况下);
(3)电解制备Al(OH)3时,电极分别为Al片和石墨,电解总反应方程式为______.
正确答案
解:(1)①充电时,原电池负极与电源负极相连,阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应,电极反应式为4OH--4e-═2H2O+O2↑,
故答案为:负;4OH--4e-═2H2O+O2↑;
(2)乙池中B极上银离子得电子发生还原反应,当乙池中B极的质量升高648g,则甲池中理论上消耗O2体积==33.6L,
故答案为:33.6;
(3)电解制备Al(OH)3时,Al为阳极,阴极生成氢气和氢氧根离子,电解方程式为2Al+6H20 2Al(OH)3↓+3H2↑,
故答案为:2Al+6H20 2Al(OH)3↓+3H2↑.
解析
解:(1)①充电时,原电池负极与电源负极相连,阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应,电极反应式为4OH--4e-═2H2O+O2↑,
故答案为:负;4OH--4e-═2H2O+O2↑;
(2)乙池中B极上银离子得电子发生还原反应,当乙池中B极的质量升高648g,则甲池中理论上消耗O2体积==33.6L,
故答案为:33.6;
(3)电解制备Al(OH)3时,Al为阳极,阴极生成氢气和氢氧根离子,电解方程式为2Al+6H20 2Al(OH)3↓+3H2↑,
故答案为:2Al+6H20 2Al(OH)3↓+3H2↑.
按图装置进行实验,并回答下列问题
(1)判断装置的名称:A池为______,B池为______
(2)锌极为______极,电极反应式为______
(3)石墨棒C1为______极,电极反应式为______
石墨棒C2附近发生的实验现象为______
(4)当C2极析出224mL气体(标准状态)时,锌的质量减少______g.
正确答案
解:(1)装置A符合原电池的构成条件属于原电池,B符合电解池的构成条件,属于电解池,故答案为:原电池;电解池;
(2)原电池中活泼金属锌做负极,发生失电子的氧化反应,即Zn-2e-=Zn2+,故答案为:负;Zn-2e-=Zn2+;
(3)石墨棒C1和原电池的正极相连,是阳极,氯离子在该极发生失电子的氧化反应,即2Cl--2e-=Cl2↑,石墨棒C2和原电池的负极相连,是阴极,氢离子放电,所以氢离子浓度减小而氢氧根浓度增大,碱性增强,使酚酞变红,故答案为:阳;2Cl--2e-=Cl2↑;电极上有气泡产生,无色溶液变红色;
(4)C2极发生的电极反应为:2H++2e-→H2↑,析出224mL(即0.01mol)气体(标准状态)时,转移电子数是0.02mol,所以锌极转移电子也为0.02mol,根据Zn-2e-=Zn2+,锌极转移电子为0.02mol时,会有0.01mol金属锌减少,即锌的质量减少0.65g,故答案为:0.65.
解析
解:(1)装置A符合原电池的构成条件属于原电池,B符合电解池的构成条件,属于电解池,故答案为:原电池;电解池;
(2)原电池中活泼金属锌做负极,发生失电子的氧化反应,即Zn-2e-=Zn2+,故答案为:负;Zn-2e-=Zn2+;
(3)石墨棒C1和原电池的正极相连,是阳极,氯离子在该极发生失电子的氧化反应,即2Cl--2e-=Cl2↑,石墨棒C2和原电池的负极相连,是阴极,氢离子放电,所以氢离子浓度减小而氢氧根浓度增大,碱性增强,使酚酞变红,故答案为:阳;2Cl--2e-=Cl2↑;电极上有气泡产生,无色溶液变红色;
(4)C2极发生的电极反应为:2H++2e-→H2↑,析出224mL(即0.01mol)气体(标准状态)时,转移电子数是0.02mol,所以锌极转移电子也为0.02mol,根据Zn-2e-=Zn2+,锌极转移电子为0.02mol时,会有0.01mol金属锌减少,即锌的质量减少0.65g,故答案为:0.65.
将纯锌片和纯铜片按下图方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:
(1)下列说法中正确的是______(填序号).
A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置
B.乙中铜片上没有明显变化
C.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少
D.两烧杯中H+的浓度均减小
(2)在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速率:甲______乙(填“>”、“<”或“=”).
(3)当甲中产生1.12L(标准状况)气体时,理论上通过导线的电子数目为______.
(4)当乙中产生1.12L(标准状况)气体时,将锌、铜片取出,再将烧杯中的溶液稀释至1L,测得溶液中c(H+)=0.1mol•L-1.试确定原稀硫酸的物质的量浓度为______.
正确答案
BD
>
0.1NA或6.02×1022
1.0mol/L
解析
解:(1)A、甲符合原电池构成条件,所以属于原电池,乙不能构成闭合回路,所以不能构成原电池,故A错误;
B、乙不能构成原电池,氢离子在锌片上得电子发生还原反应,所以乙中铜片上没有明显变化,故B正确;
C、甲中铜片作正极,正极上氢离子得电子生成氢气,所以铜片质量不变,乙中锌片和氢离子发生置换反应,所以质量减少,故C错误;
D、两烧杯中锌和氢离子发生置换反应导致溶液中氢离子浓度减小,所以溶液的pH均增大,故D正确;
故选:BD;
(2)甲能构成原电池,乙不能构成原电池,作原电池负极的金属加速被腐蚀,所以在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速度:甲>乙,故答案为:>;
(3)甲中,铜电极上氢离子得电子生成氢气,电极反应式为2H++2e-=H2↑,根据电极反应式知,通过电子的物质的量==×2=0.1mol,通过导线的电子数目为0.1NA或6.02×1022,
故答案为:0.1NA或6.02×1022;
(4)当乙中产生1.12L(标准状况)即0.05mol氢气气体时,根据2H+~H2↑,则消耗的氢离子物质的量是0.1mol,剩余的氢离子是0.1mol,所以氢离子的物质的量是0.2mol,硫酸的物质的量是0.1mol,原稀硫酸的物质的量浓度为=1.0mol/L,故答案为:1.0mol/L.
电解原理在化学工业中有广泛应用.右图表示一个电解池,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,则电解池中X极上的电极反应式为______.在X极附近观察到的现象是______.
(2)Y电极上的电极反应式为______,当有4mol电子转移时,产生的气体在
标准状况下的体积是______L
(3)该电解饱和NaCl溶液的总反应式为______.
正确答案
解:(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,X电极上氢离子放电生成氢气,反应为:2H++2e-=H2↑,同时X电极附近有氢氧根离子生成,导致溶液呈碱性,无色酚酞试液遇碱液变红色,所以看到的现象是溶液变红色,
故答案为:2H++2e-=H2↑;放出气体、溶液变红色;
(2)Y电极上氯离子放电生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,当有4mol电子转移时,产生的气体在标准状况下的体积2×22.4L=44.8L,故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;44.8L;
(3)电解氯化钠溶液,产物是氯气、氢气、氢氧化钠,即2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-;
故答案为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-.
解析
解:(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,X电极上氢离子放电生成氢气,反应为:2H++2e-=H2↑,同时X电极附近有氢氧根离子生成,导致溶液呈碱性,无色酚酞试液遇碱液变红色,所以看到的现象是溶液变红色,
故答案为:2H++2e-=H2↑;放出气体、溶液变红色;
(2)Y电极上氯离子放电生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,当有4mol电子转移时,产生的气体在标准状况下的体积2×22.4L=44.8L,故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;44.8L;
(3)电解氯化钠溶液,产物是氯气、氢气、氢氧化钠,即2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-;
故答案为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-.
甲醇是一种重要燃料,在电化学领域有着重要的用途.
(1)一种持续供电时间长达320h的新型手机电池问世,该电池最大的优点是当手机供电不足时,只要在手机里注入甲醇即可,已知这种电池的总反应:2CH3OH+4NaOH+3O2═2Na2CO3+6H2O.该电池的负极反应式为:______.
(2)车载甲醇-空气燃料电池的工作原理如图1(其中箭头表示物质的进入或排出)所示.
①甲为原料电池的______(填“正极”或“负极”);
②原电池装置图a,b,c,d四处对应的物质分别为______、______、______、______(填化学式结构简式);
③正极的电极反应式为______.
(3)尿素树脂生产所排放的废水中往往含有甲醇,这种含有甲醇的废水对环境会造成污染,在含甲醇的废水中加入一定量的CoSO4溶液,然后采用如图2装置进行电解即可除去甲醇.其原理是电解产物Co2+将水中的甲醇氧化成CO2.
①阳极为______(填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”),其电极反应式为______;
②废水中甲醇被氧化的离子方程式为______.
正确答案
解:(1)醇碱性燃料电池中,负极上燃料甲醇失电子发生氧化反应,在碱性电解质环境下,电极反应式为:CH4O+8OH--6e-=CO32-+6H2O,故答案为:CH4O+8OH--6e-=CO32-+6H2O;
(2)甲醇燃料电池中,燃料甲醇作负极,氧气作正极,电解质中的阳离子移向正极,所以c口通入的物质为氧气,d处为水,b口通入的物质为甲醇,a处产物是
碳酸钠,甲是负极,乙是正极,
①甲为原料电池的
②c口通入的物质为氧气,d处为水,b口通入的物质为甲醇,a处产物是碳酸钠,故答案为:Na2CO3、CH3OH、O2、H2O.
③该电池正极是氧气发生得电子的还原反应,电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O;
(3)①电解池中,和电源的正极相连的石墨Ⅰ是电解池的阳极,该电极上发生失电子的氧化反应4OH--4e-=O2↑+2H2O,故答案为:石墨Ⅰ;4OH--4e-=O2↑+2H2O;
②Co2+将甲醇氧化为二氧化碳,本身被还原为Co,即3Co2++CH3OH+H2O=3Co+CO2↑+6H+,故答案为:3Co2++CH3OH+H2O=3Co+CO2↑+6H+.
解析
解:(1)醇碱性燃料电池中,负极上燃料甲醇失电子发生氧化反应,在碱性电解质环境下,电极反应式为:CH4O+8OH--6e-=CO32-+6H2O,故答案为:CH4O+8OH--6e-=CO32-+6H2O;
(2)甲醇燃料电池中,燃料甲醇作负极,氧气作正极,电解质中的阳离子移向正极,所以c口通入的物质为氧气,d处为水,b口通入的物质为甲醇,a处产物是
碳酸钠,甲是负极,乙是正极,
①甲为原料电池的
②c口通入的物质为氧气,d处为水,b口通入的物质为甲醇,a处产物是碳酸钠,故答案为:Na2CO3、CH3OH、O2、H2O.
③该电池正极是氧气发生得电子的还原反应,电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O;
(3)①电解池中,和电源的正极相连的石墨Ⅰ是电解池的阳极,该电极上发生失电子的氧化反应4OH--4e-=O2↑+2H2O,故答案为:石墨Ⅰ;4OH--4e-=O2↑+2H2O;
②Co2+将甲醇氧化为二氧化碳,本身被还原为Co,即3Co2++CH3OH+H2O=3Co+CO2↑+6H+,故答案为:3Co2++CH3OH+H2O=3Co+CO2↑+6H+.
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、镀锌铁镀层破损后,形成的原电池的负极是金属Zn,Zn易被腐蚀,正极金属Fe被保护,故A错误;
B、旧键断裂吸收能量,新键生成释放能量,当生成物成键释放的总能量大于反应物断键吸收的总能量时,此反应为放热反应,反之是吸热反应,故B错误;
C、生成物的能量大于反应物的总能量时,反应是吸热的,吸热反应的焓变是正值,故C正确;
D、铅蓄电池放电时,铅为负极,二氧化铅为正极,故D错误.
故选C.
按如图所示装置进行实验,并回答下列问题:
(1)判断装置的名称:A池为______,B池为______.
(2)锌极为______极,电极反应式为______;铜极为______极,电极反应式为______;石墨棒C1为______极,电极反应式为______;石墨棒C2附近发生的实验现象为______,反应结束后,B池溶液的pH值______.(增大、减小、不变,忽略气体溶于水)
(3)当C2极析出224mL气体(标准状况下),锌的质量______(增加或减少)______g.
正确答案
解:(1)左边装置能自发的进行氧化还原反应,能将化学能转化为电能,所以为原电池,右边装置有外接电源,属于电解池,故答案为:原电池;电解池;
(2)原电池中锌作负极、Cu作正极,负极上电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,正极电极反应式为Cu2++2e-=Cu,石墨棒C1为阳极,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,石墨棒C2为阴极,电极反应式为2H++2e-=H2↑,
石墨棒C2附近还生成氢氧根离子,导致溶液碱性增强,则溶液的pH增大,酚酞遇碱变红色,所以石墨棒C2附近发生的实验现象是:有气体生成、溶液变红色,
故答案为:负;Zn-2e-=Zn2+;正;Cu2++2e-=Cu;阳; 2Cl--2e-=Cl2;有气体生成,溶液变红;增大;
(3)C2极析出的气体是氢气,氢气的物质的量==0.01mol,原电池中锌作负极而被腐蚀,所以随着反应的进行,锌的质量逐渐减少,生成0.01mol氢气转移电子的物质的量=0.01mol×2=0.02mol,根据串联电路中转移电子相等知,锌减少的质量=
=0.65g,
故答案为:减少;0.65.
解析
解:(1)左边装置能自发的进行氧化还原反应,能将化学能转化为电能,所以为原电池,右边装置有外接电源,属于电解池,故答案为:原电池;电解池;
(2)原电池中锌作负极、Cu作正极,负极上电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,正极电极反应式为Cu2++2e-=Cu,石墨棒C1为阳极,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,石墨棒C2为阴极,电极反应式为2H++2e-=H2↑,
石墨棒C2附近还生成氢氧根离子,导致溶液碱性增强,则溶液的pH增大,酚酞遇碱变红色,所以石墨棒C2附近发生的实验现象是:有气体生成、溶液变红色,
故答案为:负;Zn-2e-=Zn2+;正;Cu2++2e-=Cu;阳; 2Cl--2e-=Cl2;有气体生成,溶液变红;增大;
(3)C2极析出的气体是氢气,氢气的物质的量==0.01mol,原电池中锌作负极而被腐蚀,所以随着反应的进行,锌的质量逐渐减少,生成0.01mol氢气转移电子的物质的量=0.01mol×2=0.02mol,根据串联电路中转移电子相等知,锌减少的质量=
=0.65g,
故答案为:减少;0.65.
如图所示
(1)负极材料是______,
(2)正极的电极反应式为______,
(3)电池工作时总反应的离子方程式是______
(4)电子的流向______
(5)阳离子的移动方向______.
正确答案
解:(1)原电池中,一般是较活泼金属做负极,根据自发的氧化还原反应,失去电子的金属铜为负极,故答案为:Cu;
(2)原电池的正极是电解质里的阳离子银离子得电子,发生还原反应,正极的电极反应式为Ag++e-=Ag,故答案为:Ag++e-=Ag;
(3)原电池的总反应是自发的氧化还原反应,即Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+,故答案为:Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+;
(4)在原电池中,电子是从负极流向正极,即从铜到银(或负极到正极),故答案为:铜到银(或负极到正极);
(5)在原电池中,阳离子的移向正极,故答案为:正极.
解析
解:(1)原电池中,一般是较活泼金属做负极,根据自发的氧化还原反应,失去电子的金属铜为负极,故答案为:Cu;
(2)原电池的正极是电解质里的阳离子银离子得电子,发生还原反应,正极的电极反应式为Ag++e-=Ag,故答案为:Ag++e-=Ag;
(3)原电池的总反应是自发的氧化还原反应,即Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+,故答案为:Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+;
(4)在原电池中,电子是从负极流向正极,即从铜到银(或负极到正极),故答案为:铜到银(或负极到正极);
(5)在原电池中,阳离子的移向正极,故答案为:正极.
一个原电池的总反应是:Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+,该原电池的正确组成是( )
正确答案
解析
解:根据电池反应式知,负极上铜失电子发生氧化反应,正极上铁离子得电子发生还原反应,所以负极材料应该是铜,正极材料应该是不如铜活泼的金属或石墨,电解质溶液应该是氯化铁或硫酸铁都可,只有D符合.
故选D.
按图所示装置进行实验,并回答下列问题.
(1)判断装置的名称:A池为______,锌极为______极,铜极为电极反应式为______;
(2)石墨棒C1为______极,石墨棒C2附近发生的实验现象为______;
(3)B池总反应的离子方程式为______.
(4)当C2极析出224mL气体(标准状态)时锌的质量变化______(填“变大”、“不变”或“变小”)了______g.
正确答案
解:(1)A中金属锌和硫酸铜之间能自发的进行氧化还原反应,能将化学能转化为电能,所以为原电池,锌、铜原电池中,锌易失电子作负极,铜作正极,A中锌电极上失电子生成锌离子进入溶液,Zn-2e-=Zn2+,B有外接电源,属于电解池,故答案为:原电池;负;Cu2++2e-═Cu;
(2)锌、铜原电池中,锌易失电子作负极,铜作正极,B中连接铜的电极C1为阳极,连接锌的电极C2为阴极,电解池中阳极上氯离子放电,阴极上氢离子放电产生氢气,所以阴极区域碱性增强,遇到酚酞显示红色,故答案为:阳极;有气体生成,溶液变红;
(3)电解氯化钾得到氢氧化钾、氢气和氯气,总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑,故答案为:2Cl-+2H2O
2OH-+Cl2↑+H2↑;
(4)连接锌的电极C2为阴极,发生电极反应:2H++2e-=H2↑;当C2极析出224mL即0.01mol气体(标准状态)时,转移电子是0.02mol,锌是负极,质量减轻,根据电极反应:Zn-2e-=Zn2+,转移电子0.02mol,消耗金属锌是0.01mol,所以质量减小0.01mol×65g/mol=0.65g,故答案为:变小;0.65.
解析
解:(1)A中金属锌和硫酸铜之间能自发的进行氧化还原反应,能将化学能转化为电能,所以为原电池,锌、铜原电池中,锌易失电子作负极,铜作正极,A中锌电极上失电子生成锌离子进入溶液,Zn-2e-=Zn2+,B有外接电源,属于电解池,故答案为:原电池;负;Cu2++2e-═Cu;
(2)锌、铜原电池中,锌易失电子作负极,铜作正极,B中连接铜的电极C1为阳极,连接锌的电极C2为阴极,电解池中阳极上氯离子放电,阴极上氢离子放电产生氢气,所以阴极区域碱性增强,遇到酚酞显示红色,故答案为:阳极;有气体生成,溶液变红;
(3)电解氯化钾得到氢氧化钾、氢气和氯气,总反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑,故答案为:2Cl-+2H2O
2OH-+Cl2↑+H2↑;
(4)连接锌的电极C2为阴极,发生电极反应:2H++2e-=H2↑;当C2极析出224mL即0.01mol气体(标准状态)时,转移电子是0.02mol,锌是负极,质量减轻,根据电极反应:Zn-2e-=Zn2+,转移电子0.02mol,消耗金属锌是0.01mol,所以质量减小0.01mol×65g/mol=0.65g,故答案为:变小;0.65.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.钢铁发生电化学腐蚀时,负极上铁失电子发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-═Fe2+,正极上得电子发生还原反应,故A错误;
B.甲醇碱性燃料电池中,负极上燃料失电子发生氧化反应,电极反应式为CH4O+8OH--6e-=CO32-+6H2O,正极上氧化剂得电子发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-,故B错误;
C.铁片镀铜时,铁片作阴极,铜作阳极,所以铜与电源正极相连,铁片连接电源负极,故C错误;
D.用惰性电极电解硫酸钠溶液,阳极上氢氧根离子放电,阴极上氢离子放电,所以实际上是电解水,硫酸钠是强酸强碱盐,则溶液的pH不变,但溶液浓度增大,故D正确;
故选D.
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