- 原电池原理的应用
- 共4430题
Pb+PbO2+4H++2SO42-
（1）当K闭合时，a电极的电极反应式是______；放电过程中SO42-向______极迁移．当K闭合一段时间后，再打开K，Ⅱ可单独作为原电池使用，此时c电极的电极反应式为______．
（2）铅的许多化合物，色彩缤纷，常用作颜料，如铬酸铅是黄色颜料，碘化铅是金色颜料（与硫化锡齐名），室温下碘化铅在水中存在如下平衡：PbI2（S）⇌Pb2+（aq）+2I-（aq）．
①该反应的溶度积常数表达式为Ksp=______．
②已知在室温时，PbI2的溶度积Ksp=8.0×10-9，则100mL 2×10-3mol/L的碘化钠溶液中，加入100mL2×10-2mol/L的硝酸铅溶液，通过计算说明是否能产生PbI2沉淀______．
③探究浓度对碘化铅沉淀溶解平衡的影响
该化学小组根据所提供试剂设计两个实验，来说明浓度对沉淀溶解平衡的影响．
提供试剂：NaI饱和溶液、NaCl饱和溶液、FeCl3饱和溶液、PbI2饱和溶液、PbI2悬浊液；
信息提示：Pb2+和Cl-能形成较稳定的PbCl42-络离子．
请填写下表的空白处：
⑤至于碳酸铅，早在古代就被用作白色颜料．考古工作者发掘到的古代壁画或泥俑，其中人脸常是黑色的．经过化学分析和考证，证明这黑色的颜料是铅的化合物--硫化铅（已知PbCO3的
Ksp=1.46×10-13，PbS的Ksp=9.04×10-29）试分析其中奥妙______．
正确答案
解：（1）当K闭合时，Ⅰ是原电池，Ⅱ是电解池，在原电池中，Pb是负极，PbO2是正极，正极是氧化铅发生得电子得还原反应，即PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，放电过程中SO42-向负极b即移动，当K闭合一段时间后，再打开K，Ⅱ可单独作为原电池使用，在c极上少量的Pb做负极，发生失电子的氧化反应，Pb-2e-+SO42-=PbSO4，故答案为：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O；b；Pb-2e-+SO42-=PbSO4；
（2）①平衡常数的表达式Ksp=
，故答案为：
②100mL 2×10-3mol/L的碘化钠溶液中，加入100mL2×10-2mol/L的硝酸铅溶液，Qc=
=10-8＞Ksp，能产生PbI2沉淀，故答案为：Qc=10-2•（10-3）2=10-8＞Ksp，能产生PbI2沉淀；
③影响化学平衡移动的因素-浓度：增大反应物（减小生成物）浓度，向着正向进行，增大生成物（减小反应物）浓度平衡向左进行，根据碘化铅的溶解平衡：PbI2（S）⇌Pb2+（aq）+2I-（aq），溶液中c（I-）增大，平衡向左进行，Pb2+和Cl-能形成较稳定的PbCl42-络离子，加入少量NaCl饱和溶液，会导致溶液中c（Pb2+）减小，平衡向右进行，二价铅离子和三价铁离子可以发生氧化还原反应，加入少量FeCl3饱和溶液，会消耗碘化铅，向左移动，故答案为：
④t1时刻在上述体系中加入100mL．、0.020mol•L-1 NaI 溶液，则平衡逆向进行，碘离子浓度增大，但是铅离子浓度减小，即
⑤根据Ksp的含义，Ksp越大，则沉淀的溶解能力越大，沉淀向着更难溶的方向转化，
故答案为：PbCO3的Ksp=1.46×10-13 ＞PbS的Ksp=9.04×10-29 故PbCO3与S2-接触时，转化为更难溶的黑色的PbS了．
解析
解：（1）当K闭合时，Ⅰ是原电池，Ⅱ是电解池，在原电池中，Pb是负极，PbO2是正极，正极是氧化铅发生得电子得还原反应，即PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，放电过程中SO42-向负极b即移动，当K闭合一段时间后，再打开K，Ⅱ可单独作为原电池使用，在c极上少量的Pb做负极，发生失电子的氧化反应，Pb-2e-+SO42-=PbSO4，故答案为：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O；b；Pb-2e-+SO42-=PbSO4；
（2）①平衡常数的表达式Ksp=
，故答案为：
②100mL 2×10-3mol/L的碘化钠溶液中，加入100mL2×10-2mol/L的硝酸铅溶液，Qc=
=10-8＞Ksp，能产生PbI2沉淀，故答案为：Qc=10-2•（10-3）2=10-8＞Ksp，能产生PbI2沉淀；
③影响化学平衡移动的因素-浓度：增大反应物（减小生成物）浓度，向着正向进行，增大生成物（减小反应物）浓度平衡向左进行，根据碘化铅的溶解平衡：PbI2（S）⇌Pb2+（aq）+2I-（aq），溶液中c（I-）增大，平衡向左进行，Pb2+和Cl-能形成较稳定的PbCl42-络离子，加入少量NaCl饱和溶液，会导致溶液中c（Pb2+）减小，平衡向右进行，二价铅离子和三价铁离子可以发生氧化还原反应，加入少量FeCl3饱和溶液，会消耗碘化铅，向左移动，故答案为：
④t1时刻在上述体系中加入100mL．、0.020mol•L-1 NaI 溶液，则平衡逆向进行，碘离子浓度增大，但是铅离子浓度减小，即
⑤根据Ksp的含义，Ksp越大，则沉淀的溶解能力越大，沉淀向着更难溶的方向转化，
故答案为：PbCO3的Ksp=1.46×10-13 ＞PbS的Ksp=9.04×10-29 故PbCO3与S2-接触时，转化为更难溶的黑色的PbS了．
如图所示装置能够组成原电池，并且能产生明显电流的是（ ）
A
稀硫酸
B
NaCl溶液
C
稀盐酸
D
乙醇
正确答案
解析
解：A．两个电极材料相同，不能够组成原电池且产生电流，故A错误；
B．符合原电池的构成条件，Fe为负极，有电流产生，为铁的吸氧腐蚀装置，故B正确；
C．没有形成闭合回路，不能形成原电池反应，故C错误；
D．乙醇不是电解质溶液，且不能自发的进行氧化还原反应，故D错误．
故选B．
（2015春•安阳校级月考）将锌片和银片用导线相连浸入稀硫酸中组成原电池．该电池中负极发生______反应（填“氧化”或“还原”）；溶液中的H+移向______（填“正极”或“负极”）材料．
正确答案
解：锌片、银片、稀硫酸构成原电池，锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；银作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，原电池工作时，阳离子向正极移动，故答案为：氧化；正极．
解析
解：锌片、银片、稀硫酸构成原电池，锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；银作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，原电池工作时，阳离子向正极移动，故答案为：氧化；正极．
正确答案
解析
解：A．若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，该装置是原电池，铁作正极，所以可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法，故A错误；
B．若X为碳棒，Y为饱和NaOH溶液，开关K置于N处，该装置是电解池，电解饱和氢氧化钠溶液时，阳极是惰性电极，所以阳极上氢氧根离子失电子生成氧气，阴极上氢离子得电子生成氢气，实际上电解的是水，会有氢氧化钠固体析出，但溶液仍然是饱和仍然，所以溶液的pH保持不变，故B正确；
C．若X为银棒，Y为硝酸银溶液，开关K置于N处，该装置是电解池，阳极上银失电子生成银离子进入溶液，铁棒上银离子得电子而析出银，所以铁棒质量将增加，但溶液中银离子浓度不变，故C错误；
D．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，该装置是原电池，铜棒作正极，铁棒为负极，铜棒上铜离子得电子生成铜，所以铜棒质量将增加，此时外电路中的电子由铁电极移向铜电极，故D错误；
故选B．
已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2（SO4）3溶液、盐酸．按要求回答下列问题：
（1）电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用．请说明原因______．
（2）若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池______，若能，请写出电极反应式，负极______，正极______．（若不能，后两空不填）
（3）设计一种以铁和硫酸反应为原理的原电池，要求画出装置图：（需标明电极材料及电池的正负．）
正确答案
解：（1）把铜导线和铝导线连接在一起使用时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而腐蚀，所以不能把铜导线和铝导线连接在一起使用，故答案为：二者连接在一起时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而腐蚀；
（2）金属铜和硫酸铁之间能发生自发的氧化还原反应，可以设计成原电池，金属铜在负极上失电子，发生氧化反应，Cu-2e-→Cu2+，在正极上是三价铁得到电子，发生还原反应，2Fe3++2e-→2Fe2+，
故答案为：能，Cu-2e-→Cu2+，2Fe3++2e-→2Fe2+；
（3）铁和硫酸反应中，失电子的是金属铁，金属铁一定做负极，正极材料应该是活泼性比金属铁差的一种光导体，电解质为硫酸，即
解析
解：（1）把铜导线和铝导线连接在一起使用时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而腐蚀，所以不能把铜导线和铝导线连接在一起使用，故答案为：二者连接在一起时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而腐蚀；
（2）金属铜和硫酸铁之间能发生自发的氧化还原反应，可以设计成原电池，金属铜在负极上失电子，发生氧化反应，Cu-2e-→Cu2+，在正极上是三价铁得到电子，发生还原反应，2Fe3++2e-→2Fe2+，
故答案为：能，Cu-2e-→Cu2+，2Fe3++2e-→2Fe2+；
（3）铁和硫酸反应中，失电子的是金属铁，金属铁一定做负极，正极材料应该是活泼性比金属铁差的一种光导体，电解质为硫酸，即
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