- 原电池原理的应用
- 共4430题
（1）通O2的Pt电极为电池______极（填电极名称），其电极方程式为______．
（2）若B电池为电镀池，目的是在某镀件上镀一层银，则X电极材料为______，电解质溶液为______．
（3）若B电池为精炼铜，且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，则该电池阳极泥的主要成分是______．
（4）若X、Y均是铜，电解质溶液为NaOH溶液，电池工作一段时间，X极附近生成砖红色沉淀，查阅资料得知是Cu2O，试写出该电极发生的电极反应式为______．
正确答案
解：（1）A池是燃料电池，B池是电解池，通氧气的一极是正极发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，
故答案为：正；O2+4e-+2H2O=4OH-；
（2）X与电源的正极相连，是阳极发生氧化反应，所以X电极材料为银，电解质溶液是硝酸银溶液，
故答案为：Ag；AgNO3溶液；
（3）粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，其中锌和铁会在电极上放电生成阳离子进入溶液，所以阳极泥的主要成分是Ag、Au，
故答案为：Ag、Au；
（4）X电极是阳极发生氧化反应，电极反应式为：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O，
故答案为：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O．
解析
解：（1）A池是燃料电池，B池是电解池，通氧气的一极是正极发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，
故答案为：正；O2+4e-+2H2O=4OH-；
（2）X与电源的正极相连，是阳极发生氧化反应，所以X电极材料为银，电解质溶液是硝酸银溶液，
故答案为：Ag；AgNO3溶液；
（3）粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，其中锌和铁会在电极上放电生成阳离子进入溶液，所以阳极泥的主要成分是Ag、Au，
故答案为：Ag、Au；
（4）X电极是阳极发生氧化反应，电极反应式为：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O，
故答案为：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O．
（1）甲电池是______装置，乙池是______装置．
（2）通入CH3OH的电极名称是______，B电极的名称是______；
（3）写出甲池中的电极反应式______，______；
（4）乙池中反应的化学方程式为______．
（5）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2 ______mL（标准状况下）（Fe：56 Ag：108）
正确答案
解：（1）根据反应方程式知，甲装置是一个燃料电池，所以甲是把化学能转变为电能的装置，是原电池；乙有外加电源，所以是电解池．
故答案为：原电池（化学能转变为电能）；电解池（电能转变为化学能）
（2）根据2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知，CH3OH发生氧化反应，所以该电极是负极，O2 发生还原反应，所以该电极是正极；石墨与原电池的正极相连，所以石墨电极是阳极．
故答案为：负极；阳极
（3）燃料电池中，负极上物质失去电子发生氧化反应，正极上物质得到电子发生还原反应；所以负极上的物质是燃料，正极上的物质是氧气；甲醇燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳和氢氧化钾反应生成碳酸钾和水；氧气和水得电子生成氢氧根离子；故答案为：（-）CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O；（+）O2+2H2O+4e-=4OH-
（4）乙池中离子放电顺序为：阳离子 Ag+＞H+，阴离子OH-＞NO3 -，
AgNO3中都是电子数相等，氧气与银的关系式为：
O2--------4Ag
22.4L （ 4×108 ）g
280mL 5.40g
故答案为 280
解析
解：（1）根据反应方程式知，甲装置是一个燃料电池，所以甲是把化学能转变为电能的装置，是原电池；乙有外加电源，所以是电解池．
故答案为：原电池（化学能转变为电能）；电解池（电能转变为化学能）
（2）根据2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知，CH3OH发生氧化反应，所以该电极是负极，O2 发生还原反应，所以该电极是正极；石墨与原电池的正极相连，所以石墨电极是阳极．
故答案为：负极；阳极
（3）燃料电池中，负极上物质失去电子发生氧化反应，正极上物质得到电子发生还原反应；所以负极上的物质是燃料，正极上的物质是氧气；甲醇燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳和氢氧化钾反应生成碳酸钾和水；氧气和水得电子生成氢氧根离子；故答案为：（-）CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O；（+）O2+2H2O+4e-=4OH-
（4）乙池中离子放电顺序为：阳离子 Ag+＞H+，阴离子OH-＞NO3 -，
AgNO3中都是电子数相等，氧气与银的关系式为：
O2--------4Ag
22.4L （ 4×108 ）g
280mL 5.40g
故答案为 280
A．C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H＞O
B．C（s）+CO2（g）=2CO（g）△H＞O
C．CaC2（s）+2H2O （g）=Ca（OH）2（l）+C2H2（g）△H＜O
D．CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H＜O
（2）以KOH溶液为电解质溶液，依据（1）所选反应设计一个原电池，其负极反应式为______；
以H2SO4溶液为电解质溶液，将（1）中D选项的CH4改为C6H12O6，其负极反应式为______．
（3）电解原理在化工上有着广泛的应用，现将你设计的原电池通过导线与右图中的电解池相连，其中a为电解质溶液，X和Y为两块电极板，则：
①若X和Y均为惰性电极，a为饱和的NaCl溶液，则检验Y电极产物的方法是______；
②若X和Y分别为石墨和铁，a仍为饱和的NaCl溶液，则阳极反应式为______；
③若X和Y均为惰性电极，a为CuSO4溶液，电解一段时间后，向所得溶液中加入0.1mol的Cu（OH）2，恰好使溶液恢复电解前的浓度和PH，则电解过程中阳极产生的气体体积（标况下）为______．
正确答案
D
该反应既是放热反应，又是自发的氧化还原反应
CH4+10OH--8e=CO32-+7H2O
C6H12O6-24e+6H2O=6CO2+24H+
将湿润的淀粉KI试纸靠近Y极支管口处，试纸变蓝，说明有氯气生成
Fe-2e=Fe 2+
2.24L
解析
解：（1）能构成原电池的条件之一是：该反应是放热反应，即△H＜O，且该反应必须是能自发进行的氧化还原反应．
A、该反应是吸热反应，故错误．
B、该反应是吸热反应，故错误．
C、该反应不是氧化还原反应，故错误．
D、该反应是放热反应且是能自发进行的氧化还原反应，故正确．
故答案为：D；理由是：该反应既是放热反应，又是自发的氧化还原反应．
（2）碱性条件下，甲烷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CH4+10OH--8e=CO32-+7H2O；
酸性条件下，C6H12O6失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为 C6H12O6-24e+6H2O=6CO2+24H+．
故答案为：CH4+10OH--8e=CO32-+7H2O； C6H12O6-24e+6H2O=6CO2+24H+．
（3）①当石墨作电极时，阳极Y上氯离子失电子生成氯气，氯气有氧化性能和碘离子发生置换反应生成碘单质，淀粉遇碘变蓝色，所以检验氯气的方法是将湿润的淀粉KI试纸靠近Y极支管口处，试纸变蓝，说明有氯气生成．
故答案为：将湿润的淀粉KI试纸靠近Y极支管口处，试纸变蓝，说明有氯气生成．
②当较活泼的金属铁作阳极时，金属铁失电子生成二价铁离子，电极反应式为Fe-2e=Fe 2+．
故答案为Fe-2e=Fe 2+．
③根据“电解出什么物质加入什么物质”的方法知，加入Cu（OH）2相当于加入CuO．H2O，所以发生电解时分两段，一段是生成氧气和铜，一段是生成氢气和氧气．
当生成氧气和铜时，根据原子守恒知：0.1mol的Cu（OH）2相当于有0.1molCuO，所以生成0.05mol氧气；
0.1mol的Cu（OH）2相当于有0.1molH2O，电解0.1mol水生成0.05mol氧气．
所以阳极上产生的氧气的体积=（0.05+0.05）mol×22.4L/mol=2.24L．
故答案为：2.24L．
正确答案
解析
解：A、①的阳极反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑，导线中通过0.02mol电子时，产生氧气的体积V=nVm=0.005mol×22.4L/mol=0.0112L，②中的正极反应为：2H++2e-=H2↑，导线中通过0.02mol电子时，产生氢气的体积V=nVm=0.01mol×22.4L/mol=0.0224L，所以产生气体的体积：①＜②，故A错误；
B、①的阳极反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑，导线中通过0.02mol电子时，产生氧气的质量m=nM=0.005mol×32g/mol=0.16g，②中的正极反应为：2H++2e-=H2↑，导线中通过0.02mol电子时，产生氢气的质量m=nM═nVm=0.01mol×2g/mol=0.02g，所以②电极上析出物质的质量为0.02g，①＞②，故B正确；
C、①相当于电解硫酸铜，溶液的pH减小，②相当于锌和硫酸中的氢离子反应，所以氢离子减少，酸性减弱，所以pH增大，故C错误；
D、②中负极：Zn-2e-=Zn2+，①中阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑，故D错误．
故选B．
阅读下列材料，回答相关问题：
（1）某无色液体A，在通电的条件下能生成无色气体B和C，B能使带火星的木条复燃，C能在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰且只生成A．则B、C的化学式分别为______、______．
（2）用B和C的单质可以制成航天技术上使用的一种高能原电池，电池中装有浓KOH溶液，用多孔的惰性金属做电极浸入KOH溶液中，两极均有特别的气体透过隔膜．
通入物质B的电极为______ 极，电极反应方程式为______；
通入物质C的电极为______ 极，电极反应方程式为______．
（3）若将第（2）小题中C更换为甲烷气体，则该电池的总反应方程式为______．
正确答案
O2
H2
正
O2+4e-+2H2O═4OH-
负
H2-2e-+2OH-═2H20
CH4+2O2+2OH-═CO32-+3H2O
解析
解：（1）B能使带火星的木条复燃，应为O2，C能在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，应为H2，故答案为：O2；H2；
（2）在碱性燃料电池中，通入H2的一极为原电池的负极，发生氧化反应生成H2O，电极反应为H2-2e-+2OH-═2H20，
通入O2的一极为原电池的正极，发生还原反应生成OH-，电极反应为O2+4e-+2H2O═4OH-，
故答案为：正、O2+4e-+2H2O═4OH-；负、H2-2e-+2OH-═2H20；
（3）甲烷燃料电池的负极反应式为CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O，正极反应式为O2+4e-+2H2O═4OH-，
总反应为CH4+2O2+2OH-═CO32-+3H2O，故答案为：CH4+2O2+2OH-═CO32-+3H2O．
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