- 原电池原理的应用
- 共4430题
（1）选择适宜的材料和试剂设计一个原电池，完成下列反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
①负极材料______；正极材料______；电解质溶液______．
②写出电极反应式：正极：______；负极：______．
（2）用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25克，铜表面析出了氢气______L（标准状况下）．导线中通过______mol电子．
正确答案
Zn
Cu或石墨
CuSO4溶液
Cu2++2e-=Cu
Zn-2e-=Zn2+
1.12
0.1
解析
解：（1）①根据电池反应式知，锌失电子作负极，不如锌活泼的金属或导电的非金属作正极，如铜或石墨作正极，硫酸铜溶液为电解质溶液，
故答案为：Zn；Cu或石墨；CuSO4溶液；
②正极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，
故答案为：Cu2++2e-=Cu；Zn-2e-=Zn2+；
（2）电池反应式为Zn+2H+=H2↑+Zn2+，
设氢气的体积为x，转移电子的物质的量为y，
Zn+2H+=H2↑+Zn2+转移电子
65g 22.4L 2mol
3.25g x y
65g：22.4L=3.25g：x
x=
65g：2mol=3.25g：y
y=
故答案为：1.12；0.1．
（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率较慢，则无法使悬浮物形成浮渣．此时应向污水中加入适量的______
a．H2SO4b．BaSO4c．Na2SO4 d．NaOH c．CH3CH2OH
（2）电解池阳极的电极反应分别是①______②4OH--4e-=2H2O+O2↑
（3）电极反应①和②的生成物反应得到Fe（OH）5沉淀的离子方程式是______
（4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极．已知负极的电极反应是CH4+4CO32--8e-═5CO2-+2H2O．为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成 应保持稳定．为此电池工作时必须 有部分A物质参加循环．则A物质的化学式是______
（5）实验过程中，若在阴极产生了44.8L（标准状况）气体，则熔融盐 燃料电池消耗CH4______L（标准状况）
正确答案
解：（1）保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe（OH）3沉淀时，加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性的盐，故答案为：c；
（2）活泼金属电极做电解池的阳极时，则电极本身放电，为Fe-2e-=Fe2+，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；
（3）二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化到正三价，4Fe2++10H2O+O2=4Fe（OH）3↓+8H+，故答案为：4Fe2++10H2O+O2=4Fe（OH）3↓+8H+；
（4电池是以熔融碳酸盐为电解质，可以循环利用的物质只有二氧化碳，故答案为：CO2；
（5）阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，阴极产生了44.8L（标准状况）即2mol的氢气产生，所以转移电子的物质的量为4mol，根据电池的负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，当转移4mol电子时，消耗CH4（标准状况）的体积V=nVm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L，故答案为：11.2L．
解析
解：（1）保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe（OH）3沉淀时，加入的使导电能力增强的电解质必须是可溶于水的、显中性的盐，故答案为：c；
（2）活泼金属电极做电解池的阳极时，则电极本身放电，为Fe-2e-=Fe2+，故答案为：Fe-2e-=Fe2+；
（3）二价铁离子具有还原性，能被氧气氧化到正三价，4Fe2++10H2O+O2=4Fe（OH）3↓+8H+，故答案为：4Fe2++10H2O+O2=4Fe（OH）3↓+8H+；
（4电池是以熔融碳酸盐为电解质，可以循环利用的物质只有二氧化碳，故答案为：CO2；
（5）阴极的电极反应为：2H++2e-=H2↑，阴极产生了44.8L（标准状况）即2mol的氢气产生，所以转移电子的物质的量为4mol，根据电池的负极电极反应是CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O，当转移4mol电子时，消耗CH4（标准状况）的体积V=nVm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L，故答案为：11.2L．
钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一．请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题．
（1）图1哪个装置可防止铁棒被腐蚀______．
（2）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀．装置示意图如图2． 请回答
①A电极对应的金属是______（写元素名称），B电极的电极反应式是______．
②镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因______．
正确答案
BD
铜
Cu2++2e-=Cu
镀层破损后，镀铜铁形成的原电池中铁作负极被腐蚀，镀锌铁形成的原电池中铁为正极被保护
解析
解：（1）A．形成原电池反应，铁为负极，碳为正极，为铁的吸氧腐蚀，故A错误；
B．锌比铁活泼，铁为正极，被保护而难以腐蚀，故B正确；
C．水中溶解氧气，铁可发生腐蚀，故C错误；
D．铁连接电源负极，为阴极，被保护不易腐蚀，故D正确．
故答案为：BD；
（2）①在铁件的表面镀铜，铜为阳极，铁为阴极，B发生还原反应，电极方程式为Cu2++2e-=Cu，
故答案为：铜；Cu2++2e-=Cu；
②铁比铜活泼，形成原电池反应时，铁为负极，铜为正极，镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，而锌比铁活泼，形成原电池反应时，铁为正极，锌为负极，铁难以被氧化，
故答案为：镀层破损后，镀铜铁形成的原电池中铁作负极被腐蚀，镀锌铁形成的原电池中铁为正极被保护．
（1）甲图是盐桥电池，①Cu是______极，溶液a是______，（写化学式）；②负极的电极反应为______；③盐桥中Cl-移向______，盐桥起的作用是______．
（2）乙图是电解池．①若e是食盐水、电极为惰性材料，则d极产物是______（写化学式），c极附近滴入酚酞显______色．②若用该装置精炼铜，d极材料是______，e是______（写化学式）溶液．
正确答案
正
ZnSO4
Zn-2e-=Zn2+
负极
使两个半电池连成一个通路，使两溶液保持电中性
Cl2
红
粗铜
硫酸铜
解析
解：（1）甲图是盐桥电池，①Cu是正极，溶液a是含锌离子的盐溶液，可以是ZnSO4；②负极发生氧化反应，锌失去电子，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；③盐桥中Cl-移向负极移动，盐桥起的作用是使两个半电池连成一个通路，使两溶液保持电中性；
故答案为：①正；ZnSO4；②Zn-2e-=Zn2+；③负极；使两个半电池连成一个通路，使两溶液保持电中性；
（2）惰性材料性电极阳极发生氧化反应，氯离子失去电子产生Cl2，c极是阴极，氢离子放电，氢氧根离子的浓度大于氢离子浓度，溶液呈碱性，附近滴入酚酞显红色；②若用该装置精炼铜，d极是阳极，粗铜作阳极，e是含可溶性的铜盐溶液，可以是硫酸铜；故答案为：①Cl2；红；②粗铜；硫酸铜．
（1）若电解质溶液是稀硫酸，则发生氧化反应的是______极（填“锌”或“铜”，下同），溶液中的H+移向______极，铜极上的电极反应式是______．
（2）若电解质溶液是硫酸铜溶液，铜极上的电极反应式是______，若反应过程中有0.2mol电子发生转移，则电解质溶液质量增加______g．
正确答案
锌
铜
2H++2e-=H2↑
Cu2++2e-=Cu
0.1
解析
解：（1）该装置是原电池，锌失电子而作负极，铜作正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；原电池放电时，氢离子向正极铜移动，正极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，
故答案为：锌，铜，2H++2e-=H2↑；
（2）该装置中，负极上锌失电子，正极上铜离子得电子生成铜，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu；负极上锌变成锌离子进入溶液，正极上析出铜，所以溶液增加的质量=
故答案为：Cu2++2e-=Cu，0.1．
扫码查看完整答案与解析