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填空题

(14分)⑴甲同学根据漂白液的制备原理和电解原理制作了一种家用环保型消毒液发生器(如图所示),用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,则电源中b为____极,阳极电极反应式为: __________________________;生成漂白液的离子方程式为___________________________________________。

⑵乙同学受此启发,借用此装置制取Fe(OH)2,电解质溶液为硫酸钠溶液,B电极材料为石墨,A电极材料为_________,电极反应式为:A极____________________。通电后,溶液中产生白色沉淀,且较长时间不变色。则看到明显现象后,将电极反接电源,通电后,除了能观察到两极有气泡外还能观察到的明显现象是_____________________________________________________,发生此现象的化学方程式是____________________________________________________。

正确答案

(1)正    2Cl--2e-=Cl2↑      Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O

(2)Fe    Fe-2e-=Fe2+   白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

(1)根据装置图可知,A电极生成氢气,被收集,所以A电极是阴极,则a是电源的负极,b是电源的正极,B是电解池的阳极,溶液中的氯离子放电,电极反应式是2Cl--2e-=Cl2↑。由于阴极还产生氢氧化钠,所以生成的漂白液的方程式是Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。

(2)要生成氢氧化亚铁,则A电极材料一定是铁,电极反应式是Fe-2e-=Fe2+。电极反接后,阳极是溶液中的OH放电,生成氧气。由于氢氧化亚铁极易被氧化,所以现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色,方程式是4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

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填空题

(9分)(1)X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示,则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为______  _____

(2)假设第一个装置中两个金属片一个是铝片一个是铜片,电解质溶液是盐酸,请写出两极的电极反应式:正极                                、负极                          

(3)用KOH溶液做电解质溶液的氢氧燃料电池的正极反应式                           

正确答案

(1) Z〉Y〉X〉W     3分                

(2)正极: 6H+ + 6e- =3H2↑  2分负极: 2Al- 6e- =2Al3+    2分

(3)正极:  O2 + 4 e- + 2H2O = 4OH-    2分

考查原电池的应用及电极反应式的书写。

(1)在原电池中较活泼的金属作负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极上,所以溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。正极得到电子,发生还原反应。所以根据第1个可知Z的金属性强于Y的,第2个可知Y的金属性强于X的,第3个可知Z强于W的,第4个可知X强于W的,所以四种金属的活泼性由强到弱的顺序为Z〉Y〉X〉W。

(2)铝比铜活泼,铝是负极,铜是正极,电极反应式分别是2Al- 6e- =2Al3+、6H+ + 6e- =3H2↑。

(3)氢氧燃料电池中氧气在正极通入,所以反应式为O2 + 4 e- + 2H2O = 4OH-

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简答题

(10分)在铜片、锌片和200 mL稀硫酸组成的原电池中,若电路中通过0.3 mol e,H2SO4恰好作用完毕。试计算:

(1)所消耗锌的质量;

(2)生成气体的体积(在标准状况下);

(3)原200 mL稀硫酸的物质的量浓度。

正确答案

(1)9.75g   (2)3.36L     (3)0.75mol/L

考查原电池的有关计算。

(1)锌比铜活泼,所以锌是负极,电极反应式为Zn-2e=Zn2

所以消耗锌是

(2)正极是氢离子得到电子,电极反应式为2H+2e=H2

所以标准状况下氢气的体积是

(3)根据氢原子守恒可知,硫酸的浓度是

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填空题

(2008淄博一模,16)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,该氧化膜不溶于稀硫酸。某化学研究小组在实验室中按下列步骤模拟该生产过程。填写下列空白:

(1)配制实验用的溶液。要配制200mL密度为1.2g·cm-3的溶质质量分数为16%

的NaOH溶液,需要称取    gNaOH固体。

(2)把铝片浸入热的16%NaOH溶液中约半分钟左右洗去油污,除去表面的氧化膜,取出用水冲洗。写出除去氧化膜的离子方程式                           

(3)如图,组装好仪器,接通开关K,通电约25min。在阳极生成氧化铝,阴极产生气体。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

(1)38.4  (2)Al2O3+2OH+3H2O=2[A1(OH)4]或Al2O3+2OH=2AlO2+H2O (3)2Al+3H2O→Al2O3+6H+6e   6H+6e→3H2↑  (4)NH3·H2O+H= NH4+H2O

本题考查溶液配制的计算、离子方程式和电解方程式的书写,中等题。(1)根据m(溶质)=ρ(溶液)×V(溶液)×W%计算;(2)该反应为NaOH与Al2O3的反应;(3)阳极为Al放电,产物为Al2O3;阴极为H放电,产物为H2。(4)为氨水和硫酸的反应。

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简答题

锌锰干电池所含的汞、酸或碱等在废弃后进入环境中将造成严重危害。对废旧电池进行资源化处理显得非常重要。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。

 

(1)碱性锌锰干电池的电解质为KOH,总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2,其负极的电极反应式为    

(2)填充物用60℃温水溶解,目的是加快溶解速率,但必须控制温度不能太高,其原因是    

(3)操作A的名称为       

(4)滤渣的主要成分为含锰混合物,向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止。其主要反应为2MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=3MnSO4+4CO2+6H2O。

①当1 mol MnO2参加反应时,共有    mol电子发生转移。

②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应,试写出其反应的化学方程式        

(5)铜帽溶解时加入H2O2的目的是           (用化学方程式表示)。铜帽溶解完全后,可采用_______方法除去溶液中过量的H2O2

(6)锌锰干电池所含的汞可用KMnO4溶液吸收。在不同pH下,KMnO4溶液对Hg的吸收率及主要产物如下图所示:

 

根据上图可知:

①pH对Hg吸收率的影响规律是          

②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是        

正确答案

(1)Zn+2OHˉ-2eˉ=Zn(OH)2

(2)温度过高氯化铵受热分解;

(3)过滤

(4)①4  ②2MnO(OH)+6HCl(浓)2MnCl2+Cl2↑+4H2O

(5)Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O 加热

(6)①随着pH的增大,汞的吸收率先减小后增大

②高锰酸钾在酸性条件下氧化性强

(1)负极发生氧化反应,由方程式可知Zn被氧化生成Zn(OH)2,则电极方程式为Zn+2OHˉ-2eˉ=Zn(OH)2

(2)较高温度时,氯化铵易分解生成氯化氢和氨气,所以得不到氯化铵晶体。

(3)分离不溶性固体和溶液采用过滤的方法,所以该操作名称是过滤。

(4)滤渣的主要成分为含锰混合物,向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸,并不断搅拌至无气泡为止.其主要反应为2MnO(OH)+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4═3MnSO4+4CO2↑+6H2O。

①该反应中,氧化剂是MnO(OH)、MnO2,还原剂是草酸,当1mol MnO2参加反应时,转移电子的物质的量=1mol×2×2×(4−3)=4mol。

②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应生成氯化锰、氯气和水,反应方程式为:MnO(OH)+6HCl(浓)2MnCl2+Cl2↑+4H2O。

(5)酸性条件下,双氧水能将铜氧化生成铜离子反应的化学方程式为:

Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;加热条件下,双氧水易分解生成水和氧气,所以除去双氧水的方法是加热;

(6)①根据图象知,随着pH的增大,汞的吸收率先减小后增大;酸性条件下,高锰酸钾具有强氧化性,所以酸性条件下的高锰酸钾氧化性更强。

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填空题

依据氧化还原反应:2Ag(aq)+Cu(s) = Cu2(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。

请回答下列问题:

(1)电极X的材料是________;电解质溶液Y是___________;

(2)银电极为电池的______ 极,发生的电极反应为__________;X电极上发生的电极反应为____________;

(3)外电路中的电子是从_______电极流向________电极。

正确答案

(1)铜(或Cu);AgNO3溶液。 (2)正, Ag+e = Ag; Cu-2e = Cu2。  (3)负(Cu);正(Ag)

试题分析:(1)原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应,据此根据总的方程式可知,铜失去电子,做负极,所以X电极是铜。银电极是正极,则Y应该是硝酸银溶液。

(2)正极得到电子,电极反应式是Ag+e = Ag; 负极电极反应式是Cu-2e = Cu2

(3)外电路中的电子是从负极铜电极流向正极银电极。

点评:该题是基础性试题的考查,也是高考中的常见题型。试题基础性强,侧重对学生基础知识的巩固与训练,难度不大。该题的关键是熟练记住原电池的工作原理,然后结合题意灵活运用即可。

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简答题

在由铜片、锌片和200 mL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3.36 L(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

(1)9.75 g  (2)0.3 mol  (3)0.75 mol/L

试题分析:(1)氢气的物质的量是3.36L÷22.4L/mol=0.15mol

则根据反应的化学方程式可知

Zn  +  H2SO4=ZnSO4+H2

1mol     1mol        1mol

0.15mol  0.15mol     0.15mol

所以消耗锌的质量是0.15mol×65g/mol=9.75mol

(2)转移电子的物质的量是0.15mol×2=0.3mol

(3)原稀硫酸的浓度是0.15mol÷0.2L=0.75mol/L

点评:该题是基础性试题的考查,难度不大。主要是考查学生对原电池原理的了解、掌握程度,有利于培养学生的逻辑推理能力和规范答题能力,提高学生分析问题、解决问题的能力。

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填空题

某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件,按下图所示装置进行实验

 

分析上述数据,回答下列问题:

(1)实验1中由A极流向B极的是        (填“电流”或“电子”);

(2)实验4中电子由B极流向A极,表明负极是        电极(填“镁”或“铝”);电极反应式为:                                                  

(3)实验3表明       (选填序号);

①铜在潮湿空气中不会被腐蚀    ②铜的腐蚀是自发进行的

(4)分析上表有关信息,下列说法不正确的是         (选填序号)。

①相对活泼的金属一定做负极

②失去电子的电极是负极

③烧杯中的液体,必须是电解质溶液

④浸入同一电解质溶液中的两个电极,是活泼性不同的二种金属(或其中一种能导电的非金属)

正确答案

(1)电子 ; (2)铝 ;Al-3e-+4OH- = AlO2-+2H2O ; (3)② ;    (4)①

试题分析:(1)实验1中Zn比铜活泼,铜与稀硫酸不反应,所以锌应为原电池的负极,Cu为正极,电流从正极流向负极,即从B极流向A极,所以由A极流向B极的是电子。

(2)实验4中电子由B极流向A极,表明负极是铝。这是由于Al可与NaOH溶液反应而Mg不反应,所以形成原电池时Al为负极,Mg为正极,负极反应式为Al-3e-+4OH- = AlO2-+2H2O。

(3)实验3中指针发生偏转,说明构成了原电池。铜是金属,碳棒是能导电的非金属,这说明铜在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀,为自发的氧化还原反应,故答案选②。

(4)①相对活泼的金属不一定做负极,如实验4中电子由B极流向A极,Al为负极,故①错误;②负极发生氧化反应,因此失去电子的电极是负极,故②正确;③烧杯中的液体,必须是电解质溶液,原电池工作时溶液中通过离子的定向移动形成闭合回路,故③正确;④形成原电池的两极应是活泼性不同的两种金属或金属与非金属,可形成电势差而形成电流,故④正确,答案选①。

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填空题

某同学设计出如下装置成功的证明了Cu和Ag的金属活动性顺序。请你原电池原理和实验装置,完成下列实验报告。

实验目的:探究Cu和Ag的金属活动性顺序

(1)电极材料:正极:                 ;负极:                 

硝酸银溶液的作用是                                                      

(2)写出电极反应式:

正极:                             ;负极:                             。

(3)实验现象:                                                              

(4)实验结论:                                                              

正确答案

(12分)(1)银片(1分)、铜片(1分);参与氧化还原反应和导电(2分)

(2)正极:2Ag+ + 2e =2Ag(2分),负极:Cu–2e =Cu2+(2分)

(3)负极不断溶解,正极上有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色(2分)

(4)金属活动性Cu>Ag(2分)

试题分析:(1)原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应。铜比银活泼,所以铜是负极,银是正极,硝酸银溶液是电解质溶液,参与氧化还原反应和导电作用。

(2)负极是铜失去电子,电极反应式是Cu–2e =Cu2+;正极是溶液中的银离子得到电子,则电极反应式是2Ag+ + 2e =2Ag。

(3)根据以上分析可知,实验现象是负极不断溶解,正极上有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色。

(4)根据实验现象和原理可得出的结论是金属活动性Cu>Ag。

点评:该题是高考中的常见题型,属于基础性试题的考查。只要是考查学生对原电池工作原理的熟悉掌握程度,以及灵活运用知识解决实际问题的能量,有利于培养学生的逻辑推理能力,也有助于提高学生的应试能力和学习效率。

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铅蓄电池是典型的可充电电池,它的正负极格板是惰性材料,电池总反应式为:

Pb+PbO2+4H+2SO422PbSO4+2H2O

请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原):

放电时:正极的电极反应式是______________________________;电解液中H2SO4的浓度将变________;当外电路通过1 mol电子时,理论上负极板的质量增加________g。

正确答案

PbO2+2e+4H+SO42=PbSO4+2H2O 小 48

原电池正极上得电子,负极上失电子,根据原电池总反应式,正极反应为

PbO2+2e+4H+SO42=PbSO4+2H2O

负极:Pb-2e+SO42=PbSO4 质量增加

2 mol  96 g

1 mol Δm

Δm==48 g。

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填空题

(7分)由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。

根据实验现象回答下列问题:

(1)装置甲中负极的电极反应式是_________________________________________。

(2)装置乙中正极的电极反应式是_________________________________________。

(3)装置丙中溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是_____________________________________。

正确答案

(1)A-2e===A2 (2)Cu2+2e===Cu (3)变大 (4)D>A>B>C

试题分析:(1)二价金属A不断溶解,说明A是负极,所以负极的电极反应式是A-2e===A2

(2)乙装置中C的质量不断增加,说明C电极是正极,溶液中的铜离子放电生成铜,电极反应式是Cu2+2e===Cu。

(3)丙装置中A电极上有气体生成,所以A电极是正极,溶液中的氢离子放电生成氢气,所以溶液的pH增大。

(4)甲中A是负极,B是正极;乙中C是正极,B是负极;丙中A是正极,D是负极,所以四种金属活泼性由强到弱的顺序是D>A>B>C。

点评:在原电池中较活泼的金属作负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极上,所以溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。正极得到电子,发生还原反应,据此可以进行有关的判断。

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填空题

氢氧燃料电池是最常见的燃料电池,该电池在正极通入氧气,在负极通入氢气,而电解质溶液通常是KOH溶液。

(1)请写出氢氧燃料电池的正极反应方程式。

(2)氢氧燃料电池有何优点?

正确答案

1/2O2 + H2O + 2e- = 2OH-(3分)      无污染,环保(2分)

试题分析:在原电池中较活泼的金属作负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极上,所以溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。正极得到电子,发生还原反应。所以在氢氧燃料电池中,氢气在负极通入,氧气在正极通入。由于电解质是氢氧化钾,所以正极电极反应式是1/2O2 + H2O + 2e- = 2OH-;由于氢气燃烧的生成物是水,对环境没有污染,属于环保电池。

点评:在书写氢氧燃料电池时,除了要注意判断正负极之外,在书写电极反应式时,还要注意电解质溶液的酸碱性。

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(8分)下图是探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题:

(1)当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时,负极的电极反应式为:               。如果一电极质量减轻5.4 g,则另一极放出气体的体积为         L(标准状况)。

(2)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池,以电极a为正极,电极b为负极,氢气为燃料,采用KOH溶液为电解液;则氢气应通入            极(填a 或b,下同),电子从          极流出。

a 极发生电极反应式为:_____________________________。

正确答案

(1)Al-3e-= Al3+(2分)   6.72 L(2分)

(2) (2)b    b (共2分,各1分)    O2+2H2O+4e-=4OH-  (2分)

Al---H2SO4-----Cu的原电池中铝做负极Al-3e-= Al3+,铜做正极2H++2 e-=H2

燃料电池中还原剂为负极,氧化剂为正极,氢气为负极,电子从负极流到正极。(+)O2+2H2O+4e-=4OH- 

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根据组成原电池的条件,试以反应:Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计一个原电池,画出示意图并标出原电池的正、负极和电子的流向(画在下面方框中),写出电极反应式。

供选用的电解质溶液有:稀硫酸、硫酸铜溶液、氯化铜溶液。

供选用的电极材料有:锌片、铜片、铁片、石墨。

电极材料及电极反应式:

负极材料:             ,电极反应式:                                       

正极材料:             ,电极反应式:                                      

电解质溶液:                 

正确答案

Fe;Fe-2e=Fe2+;石墨或铜片;Cu2++2e=Cu;氯化铜或硫酸铜溶液

试题分析:原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应。根据方程式可知,铁失去电子,发生氧化反应,所以铁是负极,电极反应式是Fe-2e=Fe2+。铜离子得到电子,因此电解质溶液是含有铜离子的可溶性铜盐。而正极材料可以是石墨或金属性弱于铁的铜等,正极电极反应式是Cu2++2e=Cu。

点评:该题是高考中的常见考点,侧重对学生基础知识的巩固和训练。有利于培养学生的逻辑推理能力和规范答题能力。明确原电池的工作原理、构成条件是答题的关键,注意相关知识的积累和总结。

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(13分)能源是人类生活和社会发展的基础,研究化学反应中的能量变化,有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务。阅读下列有关能源的材料,回答有关问题:

(1)从能量的角度看,断开化学键要           ,形成化学键要         

(2)在生产和生活中经常遇到化学能与电能的相互转化。

如图甲是将       能转化为      能的装置,负极电极反应式为                   ,发生______反应(填“氧化”或“还原”,下同)。正极现象          ,发生______反应;发生反应时,电子由_____片流向_____片。当导线中有2 mol电子通过时,正极上析出         g 氢气。

正确答案

(1)吸收能量,释放能量。

(2)化学,电负极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,发生氧化反应,正极现象产生气泡,发生还原反应,锌片,铜片,2g

锌铜原电池反应中,负极失去电子,经导线流向正极,被氧化:Zn-2e-=Zn2+;正极得电子,被还原:2H++2e-=H2↑;

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