- 原电池原理的应用
- 共4430题
（1）a电极材料应为______，a电极反应式为______．
（2）电解液c最好是______（填编号）．
A．纯水 B．NaCl溶液 C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液
（3）d为苯，其作用是______．
正确答案
解：（1）制纯净的Fe（OH）2沉淀，则Fe为阳极，失去电子，a与电源正极相连，则a为阳极，a电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故答案为：Fe；Fe-2e-=Fe2+；
（2）阳极上铁失电子发生氧化反应生成亚铁离子，阴极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢氧根离子，氢氧根离子和亚铁离子反应生成氢氧化亚铁，所以电解质溶液为酸或含有不如氢离子氧化性强的金属化合物作电解质的溶液，
A．水的导电性差，故不选；
B．电解氯化钠溶液时，阴极上氢离子放电，符合条件，故选；
C．电解氢氧化钠溶液时，阴极上氢离子放电，符合条件，故选；
D．电解氯化铜溶液时，阴极上铜离子放电，不符合条件，故不选；
故选B、C；
（3）苯的密度水的小，不溶于水，可隔绝空气，防止氢氧化亚铁被氧化，为防止氢氧化亚铁被氧化，并在实验加入苯之前，对c溶液进行加热煮沸的目的是排出溶液中的氧气，故答案为：隔绝空气防止氢氧化亚铁被氧化．
解析
解：（1）制纯净的Fe（OH）2沉淀，则Fe为阳极，失去电子，a与电源正极相连，则a为阳极，a电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故答案为：Fe；Fe-2e-=Fe2+；
（2）阳极上铁失电子发生氧化反应生成亚铁离子，阴极上氢离子放电生成氢气，同时溶液中生成氢氧根离子，氢氧根离子和亚铁离子反应生成氢氧化亚铁，所以电解质溶液为酸或含有不如氢离子氧化性强的金属化合物作电解质的溶液，
A．水的导电性差，故不选；
B．电解氯化钠溶液时，阴极上氢离子放电，符合条件，故选；
C．电解氢氧化钠溶液时，阴极上氢离子放电，符合条件，故选；
D．电解氯化铜溶液时，阴极上铜离子放电，不符合条件，故不选；
故选B、C；
（3）苯的密度水的小，不溶于水，可隔绝空气，防止氢氧化亚铁被氧化，为防止氢氧化亚铁被氧化，并在实验加入苯之前，对c溶液进行加热煮沸的目的是排出溶液中的氧气，故答案为：隔绝空气防止氢氧化亚铁被氧化．
①甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O
②甲池中盛有200mL 0.2mol/L的氢氧化钾溶液，两电极均为铂电极．
请回答下列问题：
（1）甲池是______装置，通入O2的电极上的电极反应式是______
（2）乙池是______装置，铁电极上的电极反应式是______．乙池中反应的化学方程式为______．
（3）当乙池中铁电极的质量增加9.72g时，则甲池溶液中的OH‑的物质的量浓度为______．（设甲中溶液的体积没有变化）
正确答案
解：（1）根据甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O，则甲装置是一个燃料电池是原电池，通入O2的电极是正极，发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：原电池；O2+4e-+2H2O=4OH-；
（2）乙有外加的甲燃料电池作电源，所以是电解池，铁与原电池的负极相连，铁是阴极，电解质溶液中银离子放电生成单质银，电极反应式为：Ag++e-=Ag，则乙池是电解硝酸银溶液，反应的化学方程式为4AgNO4+2H2O
（3）由乙池中铁电极的电极反应Ag++e-=Ag和甲池电极反应式是2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O，在转移电子相等的情况下，得到12Ag～～～4OH-，铁电极生成银的质量为9.72g，物质的量为：
解析
解：（1）根据甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O，则甲装置是一个燃料电池是原电池，通入O2的电极是正极，发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：原电池；O2+4e-+2H2O=4OH-；
（2）乙有外加的甲燃料电池作电源，所以是电解池，铁与原电池的负极相连，铁是阴极，电解质溶液中银离子放电生成单质银，电极反应式为：Ag++e-=Ag，则乙池是电解硝酸银溶液，反应的化学方程式为4AgNO4+2H2O
（3）由乙池中铁电极的电极反应Ag++e-=Ag和甲池电极反应式是2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O，在转移电子相等的情况下，得到12Ag～～～4OH-，铁电极生成银的质量为9.72g，物质的量为：
水合肼（N2H4•H2O）是一种无色易溶于水的油状液体，具有碱性和极强的还原性，在工业生产中应用非常广泛．
（1）目前正在研发的高能量密度燃料电池车是以水合肼燃料电池作为动力来源，电池结构如图1所示．
①起始时正极区与负极区NaOH溶液浓度相同，工作一段时间后，NaOH浓度较大的是______（填“正”或“负”）极区．
②该电池负极的电极反应式为______．
（2）已知水合肼是二元弱碱（25℃，K1=5×10-7，K2=5×10-15），0.1mol•L-1水合肼溶液中四种离子：①H+、②OH-、③N2H5+、④N2H52+的浓度从大到小的顺序为______（填序号）．
（3）在弱酸性条件下水合肼可处理电镀废水，将Cr2O72-还原为Cr（OH）3沉淀而除去，水合肼被氧化为N2，该反应的离子方程式为______．
（4）肼是一种优良的贮氢材料，其在不同条件下分解方式不同．
①在高温下，N2H4可完全分解为NH3、N2及H2，实验测得分解产物中N2与H2物质的量变化如图2所示，该分解反应方程式为______．
②在303K，NiPt催化下，则发生N2H4（l）⇌N2（g）+2H2（g）．在1L密闭容器中加入0.1mol N2H4，测得容器中 
率v（N2）=______．
（5）碳酰肼（分子式：CH6N4O）是由DEC（酯）与N2H4发生取代反应得到，已知DEC的分子式为C5H10O3，DEC的核磁共振氢谱如图4所示，则DEC的结构简式为______．
正确答案
解：（1）①正极是氧气得电子发生还原反应，正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，生成氢氧化根离子，所以正极区NaOH浓度较大，故答案为：正；
②负极发生氧化反应，肼失电子和氢氧根离子反应生成氮气和水，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑，电极反应式为：N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑；
（2）已知水合肼是二元弱碱（25℃，K1=5×10-7，K2=5×10-15），两步电离都电离产生氢氧根离子，而第一步电离为主，所以离子的浓度大小为：②OH-、③N2H5+、④N2H52+、①H+，故答案为：②③④①；
（3）根据得失电子守恒配平，其中的水合肼是弱电解质用化学式，所以离子方程式为：2Cr2O72-+4H++3N2H4•H2O=4Cr（OH）3↓+3N2+5H2O，故答案为：2Cr2O72-+4H++3N2H4•H2O=4Cr（OH）3↓+3N2+5H2O；
（4）①在高温下，N2H4可完全分解为NH3、N2及H2，所以分解反应方程式为：7N2H4
②在303K，NiPt催化下，则发生N2H4（l）⇌N2（g）+2H2（g），设生成氮气的量为xmol，则氢气的量为：2xmol，此时N2H4（l）的物质的量为（0.1-x）mol，根据4min时比值为3，所以
（5）C5H10O3分子中有两种氢，且不饱和度为1，所以碳氧双键高度对称，所以结构式为：
解析
解：（1）①正极是氧气得电子发生还原反应，正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，生成氢氧化根离子，所以正极区NaOH浓度较大，故答案为：正；
②负极发生氧化反应，肼失电子和氢氧根离子反应生成氮气和水，电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑，电极反应式为：N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑；
（2）已知水合肼是二元弱碱（25℃，K1=5×10-7，K2=5×10-15），两步电离都电离产生氢氧根离子，而第一步电离为主，所以离子的浓度大小为：②OH-、③N2H5+、④N2H52+、①H+，故答案为：②③④①；
（3）根据得失电子守恒配平，其中的水合肼是弱电解质用化学式，所以离子方程式为：2Cr2O72-+4H++3N2H4•H2O=4Cr（OH）3↓+3N2+5H2O，故答案为：2Cr2O72-+4H++3N2H4•H2O=4Cr（OH）3↓+3N2+5H2O；
（4）①在高温下，N2H4可完全分解为NH3、N2及H2，所以分解反应方程式为：7N2H4
②在303K，NiPt催化下，则发生N2H4（l）⇌N2（g）+2H2（g），设生成氮气的量为xmol，则氢气的量为：2xmol，此时N2H4（l）的物质的量为（0.1-x）mol，根据4min时比值为3，所以
（5）C5H10O3分子中有两种氢，且不饱和度为1，所以碳氧双键高度对称，所以结构式为：
（1）判断装置的名称：A池为______B池为______
（2）铜极的电极反应式为______
石墨棒C2附近发生的实验现象为______
（3）当C2极析出224mL气体（标准状况）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：两个活泼性不同的电极，属于原电池，Zn失电子族负极，装置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）A中金属锌是负极，金属铜是正极，正极反应是：Cu2++2e-→Cu，故答案为：Cu2++2e-→Cu；
（3）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：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，根据电极反应：Zn-2e-→Zn2+，消耗金属锌0.01mol，质量是0.01mol×65g/mol=0.65g，故答案为：0.65g．
解析
解：（1）装置A符合原电池的构成条件：两个活泼性不同的电极，属于原电池，Zn失电子族负极，装置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）A中金属锌是负极，金属铜是正极，正极反应是：Cu2++2e-→Cu，故答案为：Cu2++2e-→Cu；
（3）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：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，根据电极反应：Zn-2e-→Zn2+，消耗金属锌0.01mol，质量是0.01mol×65g/mol=0.65g，故答案为：0.65g．
电化学原理在化学工业中有广泛的应用．请根据如图回答问题：
（1）装置A中的Y电极为______极，X电极的电极反应式为______，工作一段时间后，电解液的PH将______（填“增大”、“减小”、“不变”）．
（2）若装置B中a为石墨电极、b为铁电极，W为饱和食盐水（滴有几滴酚酞），则铁电极的电极反应式为______．电解一段时间后若要恢复原溶液的成分和浓度，应该采用______的办法．
（3）若利用装置B进行铜的精炼，则a电极的材料为______，工作一段时间后装置B电解液中c（Cu2+）将______（填“增大”、“减小”、“不变”）．
（4）若装置B中a为Ag棒，b为铜棒，W为AgNO3溶液，工作一段时间后发现铜棒增重2.16g，则流经电路的电子的物质的量为______．
正确答案
解：（1）装置A中的Y电极为正极，X电极的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，氢氧根离子的浓度减小，所以PH将减小，故答案为：正极；H2-2e-+2OH-=2H2O；减小；
（2）根据图知，Y是正极，a是阳极，b为铁电极是阴极，电解饱和食盐水时，阴极上氢离子放电生成氢气，同时生成了氢氧根离子，电极反应式为：2H++2e-=H2↑；溶液滴有酚酞的溶液显示红色；可以通入适量HCl来恢复原溶液的成分和浓度，故答案为：2H++2e-=H2↑，通入适量HCl；
（3）电镀法精炼铜时，粗铜为阳极，精铜为阴极，所以阳极材料是粗铜；阳极上失电子变成离子进入溶液，因作阳极的粗铜中的铜和比铜活泼的金属都失去电子进入溶液，阴极溶液中Cu2+得到电子沉积在阴极上，所以，为阳极a电极连接粗铜，电解一段时间后，溶液中铜离子浓度在减小，
故答案为：粗铜；减小；
（4）生成n（Ag）=
解析
解：（1）装置A中的Y电极为正极，X电极的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，氢氧根离子的浓度减小，所以PH将减小，故答案为：正极；H2-2e-+2OH-=2H2O；减小；
（2）根据图知，Y是正极，a是阳极，b为铁电极是阴极，电解饱和食盐水时，阴极上氢离子放电生成氢气，同时生成了氢氧根离子，电极反应式为：2H++2e-=H2↑；溶液滴有酚酞的溶液显示红色；可以通入适量HCl来恢复原溶液的成分和浓度，故答案为：2H++2e-=H2↑，通入适量HCl；
（3）电镀法精炼铜时，粗铜为阳极，精铜为阴极，所以阳极材料是粗铜；阳极上失电子变成离子进入溶液，因作阳极的粗铜中的铜和比铜活泼的金属都失去电子进入溶液，阴极溶液中Cu2+得到电子沉积在阴极上，所以，为阳极a电极连接粗铜，电解一段时间后，溶液中铜离子浓度在减小，
故答案为：粗铜；减小；
（4）生成n（Ag）=
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