- 原电池原理的应用
- 共4430题
能量是一个世界性的话题,如何充分利用能量、开发新能源,为人类服务是广大科技工作者不懈努力的目标.
(1)如图所示,组成一个原电池.
①当电解质溶液为稀硫酸时:
Cu电极是______(填“正”或“负”)极,其电极反应式为______;
②当电解质溶液为浓硝酸时:
Cu电极是______(填“正”或“负”)极,其电极反应式为_______.
(2)请写出用惰性电极电解硫酸铜溶液的化学方程式______.
(3)燃烧氢气时耗氧量小,放出热量多.已知4g H2燃烧生成液态水时放热为571.6kJ,试写出表示H2标准燃烧热的热化学方程式:______.
正确答案
解:(1)①当电解质溶液为稀硫酸时,铁易失电子作负极、Cu作正极,正极上氢离子放电,Cu电极上电极反应式为:2H++2e-=H2↑,故答案为:正;2H++2e-=H2↑;
②当电解质溶液为浓硝酸时,铁和浓硝酸发生钝化现象,所以铜易失电子作负极,负极上铜失电子生成铜离子,电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+,故答案为:负;Cu-2e-=Cu2+;
(2)用惰性电极电解硫酸铜溶液时,阳极上氢氧根离子放电,阴极上铜离子放电,电池反应式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,故答案为:2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4;
(3)4g H2的物质的量是2mol,4g H2燃烧生成液态水时放热为571.6kJ,则1mol燃烧生成液态水时放热为285.8kJ,则氢气的燃烧热化学方程式为H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=-285.6 kJ•mol-1,故答案为:H2(g)+
O2(g)═H2O(l)△H=-285.6 kJ•mol-1.
解析
解:(1)①当电解质溶液为稀硫酸时,铁易失电子作负极、Cu作正极,正极上氢离子放电,Cu电极上电极反应式为:2H++2e-=H2↑,故答案为:正;2H++2e-=H2↑;
②当电解质溶液为浓硝酸时,铁和浓硝酸发生钝化现象,所以铜易失电子作负极,负极上铜失电子生成铜离子,电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+,故答案为:负;Cu-2e-=Cu2+;
(2)用惰性电极电解硫酸铜溶液时,阳极上氢氧根离子放电,阴极上铜离子放电,电池反应式为2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,故答案为:2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4;
(3)4g H2的物质的量是2mol,4g H2燃烧生成液态水时放热为571.6kJ,则1mol燃烧生成液态水时放热为285.8kJ,则氢气的燃烧热化学方程式为H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=-285.6 kJ•mol-1,故答案为:H2(g)+
O2(g)═H2O(l)△H=-285.6 kJ•mol-1.
如图所示,烧杯中都盛有稀硫酸.
①写出(3)中的电极反应:Fe:______、Zn:______.
②比较(1)、(2)、(3)中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是______(填序号).
正确答案
2H++2e-═H2↑
Zn-2e-═Zn2+
(2)、(1)、(3)
解析
解:①(3)中Zn易失电子而作负极,电极反应式为Zn-2e-═Zn2+,铁作正极,正极上氢离子得电子发生还原反应,电极反应式为,故答案为:2H++2e-═H2↑;Zn-2e-═Zn2+;
②金属被腐蚀快慢顺序是:原电池负极>化学腐蚀>原电池正极,(1)中铁发生化学腐蚀,(2)(3)发生电化学腐蚀,(2)中铁易失电子作负极而加速被腐蚀,(3)中锌作负极、铁作正极,所以铁被保护,则铁被腐蚀快慢顺序是(2)、(1)、(3),故答案为:(2)、(1)、(3).
关于如图所示①、②两个装置的叙述评价正确的是( )
正确答案
解析
解:A.①外加电源,为电解池装置,②为原电池装置,为铜锌原电池,故A错误;
B.①外加电源,电解硫酸溶液,阳极上生成氧气,阴极生成氢气,硫酸浓度增大,②为原电池装置,正极不断消耗氢离子,硫酸浓度降低,故B正确;
C.②为原电池装置,锌为负极,发生氧化反应,电极方程式为Zn-2e-═Zn2+,铜为正极发生还原反应,电极方程式为2H++2e-=H2↑,故C错误;
D.电解池工作时,阳离子向阴极移动,原电池工作时,阳离子向正极移动,故D错误.
故选B.
普通干电池中装有二氧化锰和其他物质,二氧化锰的作用是( )
正确答案
解析
解:普通干电池中二氧化锰作正极,锌作负极,正极上二氧化锰与H2反应,生成Mn2O3,根据电子注意守恒,氢气被氧化生成水,反应方程式为:2MnO2+H2=Mn2O3+H2O,故选B.
利用铜、锌片和200mL稀硫酸组成原电池,将化学能转化为电能,当硫酸全部被消耗完时,铜片上共产生3.36L(标准状况)气体.试计算:
(1)导线里通过的电子的物质的量为______;
(2)原稀硫酸溶液中H+的物质的量浓度为______.
正确答案
解:原电池的两个电极发生的电极反应是:正极:2H++2e-→H2↑,负极:Zn→Zn2++2e-,
铜片作正极产生3.36L(标准状况)氢气,即0.15mol的氢气,所以转移的电子为0.3mol,
溶液中的氢离子有0.3mol,所以原稀硫酸溶液中H+的物质的量浓度==0.15mol/L.故答案为:1.5mol/L.
解析
解:原电池的两个电极发生的电极反应是:正极:2H++2e-→H2↑,负极:Zn→Zn2++2e-,
铜片作正极产生3.36L(标准状况)氢气,即0.15mol的氢气,所以转移的电子为0.3mol,
溶液中的氢离子有0.3mol,所以原稀硫酸溶液中H+的物质的量浓度==0.15mol/L.故答案为:1.5mol/L.
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