- 原电池原理的应用
- 共4430题
原电池在工作时,发生氧化还原反应,下列反应不可能作为原电池工作时发生的反应的是( )
正确答案
解析
解:A、属于氧化还原反应,能作为原电池工作时发生的反应,故A错误;
B、属于氧化还原反应,能作为原电池工作时发生的反应,故B错误;
C、不属于氧化还原反应,不能作为原电池工作时发生的反应,故C正确;
D、属于氧化还原反应,能作为原电池(燃料电池)工作时发生的反应,故D错误;
故选C.
(2015春•山西校级期中)如图所示,在铜锌原电池中,以稀硫酸为电解质溶液:
(1)锌片为______极,电极上发生______反应.(“氧化”或“还原”)
(2)电极反应式:______
(3)锌片上观察到的现象:______
(4)铜片为______极,电极上发生______反应.(“氧化”或“还原”)
(5)电极反应式:______
(6)铜片上观察到的现象:______.
正确答案
解:(1)铜锌原电池中,较为活泼的金属锌为原电池的负极,失去电子发生氧化反应,故答案为:负;氧化;
(2)较为活泼的金属锌为原电池的负极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,故答案为:Zn-2e-=Zn2+;
(3)较为活泼的金属锌为原电池的负极,失去电子发生氧化反应,锌片上观察到的现象为锌逐渐溶解;故答案为:Zn片溶解;
(4)铜锌原电池中,正极为较不活泼的铜,发生还原反应,故答案为:正;还原;
(5)铜锌原电池中,正极为较不活泼的铜,氢离子在正极上得电子生成氢气,电极反应为,2H++2e-=H2↑,故答案为:2H++2e-=H2↑;
(6)氢离子在正极上得电子生成氢气,则铜片上观察到的现象是有气泡生成,故答案为:有气泡生成.
解析
解:(1)铜锌原电池中,较为活泼的金属锌为原电池的负极,失去电子发生氧化反应,故答案为:负;氧化;
(2)较为活泼的金属锌为原电池的负极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,故答案为:Zn-2e-=Zn2+;
(3)较为活泼的金属锌为原电池的负极,失去电子发生氧化反应,锌片上观察到的现象为锌逐渐溶解;故答案为:Zn片溶解;
(4)铜锌原电池中,正极为较不活泼的铜,发生还原反应,故答案为:正;还原;
(5)铜锌原电池中,正极为较不活泼的铜,氢离子在正极上得电子生成氢气,电极反应为,2H++2e-=H2↑,故答案为:2H++2e-=H2↑;
(6)氢离子在正极上得电子生成氢气,则铜片上观察到的现象是有气泡生成,故答案为:有气泡生成.
现用如图装置来测定某原电池工作时在某段时间内通过导线的电子的物质的量.量筒的规格为1000mL,供选择的电极材料有纯铜片和纯锌片.请回答下列问题:
(1)b电极材料为______,其电极反应式为______.
(2)如果将a、b两电极的电极材料对调,U形管中将出现的现象是______.
(3)当量筒中收集到672mL(标准状况下)气体时,通过导线的电子的物质的量为______mol,此时a电极质量______(填“增加”或“减少”)______g.
正确答案
解:(1)纯铜片和纯锌片、稀硫酸组成原电池,由图可知b电极处有氢气生成,则b为铜,为正极;a为锌,为负极;b上氢离子得电子生成氢气,其电极反应式为:2H++2e-═H2↑,
故答案为:铜;2H++2e-═H2↑;
(2)如果将a、b两电极的电极材料对调,则右边为锌失电子作负极,左边为铜为正极,氢离子得电子生成氢气,则左边上有氢气生成,所以U形管中左端溶夜下降,右端溶夜上升;故答案为:左端溶夜下降,右端溶夜上升;
(3)当量筒中收集到672mL(标准状况下)气体,则n(H2)==
=0.03mol,已知b上的电极反应式为:2H++2e-═H2↑,则通过导线的电子的物质的量为0.06mol,a电极上的反应为:Zn-2e-═Zn2+,则溶解的Zn的物质的量为0.03mol,则减小的Zn的质量为65g/mol×0.03mol=1.95g,
故答案为:0.06;减小;1.95.
解析
解:(1)纯铜片和纯锌片、稀硫酸组成原电池,由图可知b电极处有氢气生成,则b为铜,为正极;a为锌,为负极;b上氢离子得电子生成氢气,其电极反应式为:2H++2e-═H2↑,
故答案为:铜;2H++2e-═H2↑;
(2)如果将a、b两电极的电极材料对调,则右边为锌失电子作负极,左边为铜为正极,氢离子得电子生成氢气,则左边上有氢气生成,所以U形管中左端溶夜下降,右端溶夜上升;故答案为:左端溶夜下降,右端溶夜上升;
(3)当量筒中收集到672mL(标准状况下)气体,则n(H2)==
=0.03mol,已知b上的电极反应式为:2H++2e-═H2↑,则通过导线的电子的物质的量为0.06mol,a电极上的反应为:Zn-2e-═Zn2+,则溶解的Zn的物质的量为0.03mol,则减小的Zn的质量为65g/mol×0.03mol=1.95g,
故答案为:0.06;减小;1.95.
(Ⅰ)钢铁容易生锈的主要原因是因为钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质,在潮湿的空气中容易形成原电池,发生电化学腐蚀.在空气酸度不大的环境中,其正极反应式为______.
(Ⅱ)下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是如图1(用序号表示)______
(Ⅲ)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
解:(Ⅰ)钢铁在空气酸度不大的环境中,形成原电池发生吸氧腐蚀,铁作负极,负极上铁失电子发生氧化反应,碳作正极,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H20+4e-═40H-,
故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;
(Ⅱ)根据图知,(2)(3)装置是原电池,在(2)中,金属铁做负极,(3)中金属铁作正极,做负极的腐蚀速率快,并且两个电极金属活泼性相差越大,负极金属腐蚀速率越快,正极被保护,并且原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀,所以(2)>(3),(4)(5)装置是电解池,(4)中金属铁为阴极,(5)中金属铁为阳极,阳极金属被腐蚀速率快,阴极被保护,即(5)>(4),
根据电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀,并且原电池的正极金属腐蚀速率快于电解池的阴极金属腐蚀速率,
所以铁腐蚀快慢顺序为:(5)>(2)>(1)>(3)>(4),
故答案为:(5)>(2)>(1)>(3)>(4);
(Ⅲ)①在铁件的表面镀铜,金属铜必须是阳极材料,发生电极本身失电子的氧化反应,且金属铁为阴极,则B发生电极反应:Cu2++2e-=Cu,
故答案为:铜;Cu2++2e-=Cu;
②镀铜铁中由于铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀,但是镀锌的铁镀层破损后,金属Zn为负极,金属铁为正极,正极金属被保护,
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作正极被保护.
解析
解:(Ⅰ)钢铁在空气酸度不大的环境中,形成原电池发生吸氧腐蚀,铁作负极,负极上铁失电子发生氧化反应,碳作正极,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H20+4e-═40H-,
故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;
(Ⅱ)根据图知,(2)(3)装置是原电池,在(2)中,金属铁做负极,(3)中金属铁作正极,做负极的腐蚀速率快,并且两个电极金属活泼性相差越大,负极金属腐蚀速率越快,正极被保护,并且原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀,所以(2)>(3),(4)(5)装置是电解池,(4)中金属铁为阴极,(5)中金属铁为阳极,阳极金属被腐蚀速率快,阴极被保护,即(5)>(4),
根据电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀,并且原电池的正极金属腐蚀速率快于电解池的阴极金属腐蚀速率,
所以铁腐蚀快慢顺序为:(5)>(2)>(1)>(3)>(4),
故答案为:(5)>(2)>(1)>(3)>(4);
(Ⅲ)①在铁件的表面镀铜,金属铜必须是阳极材料,发生电极本身失电子的氧化反应,且金属铁为阴极,则B发生电极反应:Cu2++2e-=Cu,
故答案为:铜;Cu2++2e-=Cu;
②镀铜铁中由于铁比铜活泼,镀层破坏后,在潮湿环境中形成原电池,铁为负极,加速铁的腐蚀,但是镀锌的铁镀层破损后,金属Zn为负极,金属铁为正极,正极金属被保护,
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作正极被保护.
工业上利用氢气在氯气中燃烧,所得产物再溶于水的方法制得盐酸,流程复杂且造成能量浪费.有人设想利用原电池原理直接制盐酸,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.假设这种想法可行,则将化学能转化为电能,所以可能在制取盐酸的同时,获取电能,故A正确;
B.用氢氧化钠作电解质,盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠而得不到盐酸,故B错误;
C.通入氢气的电极为负极,故C错误;
D.电解质溶液中的阴离子向通入氢气的负极移动,故D错误;
故选A.
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