- 原电池原理的应用
- 共4430题
Ⅰ、当 a为Mg，b为Al
（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到正极的现象是______负极反应式为：______．
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为______（填Mg或Al），总反应化学方程式为______．
Ⅱ、当a为Cu，b为Al，烧杯中溶液为浓硝酸，其正极的电极反应式为______．若导线上转移电子1mol，则生成气体的体积为（标况下）______．
正确答案
解：I、（1）镁比铝活泼，若烧杯中溶液为稀硫酸，形成原电池反应，镁为负极，铝为正极，负极发生Mg-2e-=Mg2+，可观察到Mg逐渐溶解，Al片上有气泡冒出，指针偏，
故答案为：Al片上有气泡冒出；Mg-2e-=Mg2+；
（2）铝和与氢氧化钠溶液反应，若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，铝为负极，镁为正极，负极生成NaAlO2，正极生成氢气，反应的总方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，
故答案为：Al；2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
Ⅱ、Al遇浓硝酸发生钝化，Cu与浓硝酸发生氧化还原反应，则Cu失电子作负极，Al作正极，正极上硝酸根离子得电子生成二氧化氮，则正极上的电极反应为NO3-+e-+2H+=NO2↑+H2O；若导线上转移电子1mol，则生成气体的体积为（标况下）22.4L，
故答案为：NO3-+e-+2H+=NO2↑+H2O；22.4L．
解析
解：I、（1）镁比铝活泼，若烧杯中溶液为稀硫酸，形成原电池反应，镁为负极，铝为正极，负极发生Mg-2e-=Mg2+，可观察到Mg逐渐溶解，Al片上有气泡冒出，指针偏，
故答案为：Al片上有气泡冒出；Mg-2e-=Mg2+；
（2）铝和与氢氧化钠溶液反应，若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，铝为负极，镁为正极，负极生成NaAlO2，正极生成氢气，反应的总方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，
故答案为：Al；2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
Ⅱ、Al遇浓硝酸发生钝化，Cu与浓硝酸发生氧化还原反应，则Cu失电子作负极，Al作正极，正极上硝酸根离子得电子生成二氧化氮，则正极上的电极反应为NO3-+e-+2H+=NO2↑+H2O；若导线上转移电子1mol，则生成气体的体积为（标况下）22.4L，
故答案为：NO3-+e-+2H+=NO2↑+H2O；22.4L．
金属铬和氢气在工业上都有重要的用途．已知：铬能与稀硫酸反应，生成氢气和硫酸亚铬（CrSO4）．
（1）铜铬构成原电池如图1，其中盛稀硫酸烧杯中的现象为：______．盐桥中装的是饱和KCl琼脂溶液，下列关于此电池的说法正确的是______
A．盐桥的作用是使整个装置构成通路、保持溶液呈电中性，凡是有盐桥的原电池，盐桥中均可以用饱和KCl琼脂溶液
B．理论上1molCr溶解，盐桥中将有2molCl-进入左池，2molK+进入右池
C．此过程中H+得电子，发生氧化反应
D．电子从铬极通过导线到铜极，又通过盐桥到转移到左烧杯中
（2）如构成图2电池发现，铜电极上不再有图1的现象，铬电极上产生大量气泡，遇空气呈红棕色．写出正极电极反应式：______．
正确答案
解：（1）铬能与稀硫酸反应生成氢气，盛稀硫酸烧杯中在铜电极上有气泡产生；
A、盐桥中不是都可以用饱和KCl琼脂溶液，若电解质溶液为硝酸银溶液时，会生成沉淀，故A错误；
B、1molCr反应，转移2mol电子，为保持电荷守恒，盐桥中将有2molCl-进入左池，2molK+进入右池，故B正确；
C、氢离子得电子发生还原反应，故C错误；
D、盐桥中是离子移动，无电子通过，故D错误；
故答案为：铜电极上有气泡产生；B；
（2）正极上是硝酸根离子得电子生成NO，有氢离子参与反应，电极反应式为：4H++NO3-+3e-=NO↑+2H2O，故答案为：4H++NO3-+3e-=NO↑+2H2O；
解析
解：（1）铬能与稀硫酸反应生成氢气，盛稀硫酸烧杯中在铜电极上有气泡产生；
A、盐桥中不是都可以用饱和KCl琼脂溶液，若电解质溶液为硝酸银溶液时，会生成沉淀，故A错误；
B、1molCr反应，转移2mol电子，为保持电荷守恒，盐桥中将有2molCl-进入左池，2molK+进入右池，故B正确；
C、氢离子得电子发生还原反应，故C错误；
D、盐桥中是离子移动，无电子通过，故D错误；
故答案为：铜电极上有气泡产生；B；
（2）正极上是硝酸根离子得电子生成NO，有氢离子参与反应，电极反应式为：4H++NO3-+3e-=NO↑+2H2O，故答案为：4H++NO3-+3e-=NO↑+2H2O；
新型微生物原料电池可以将富含有机物的污水变成干净的水，同时提供电能．该电池中用质子交换膜将正负极分开．工作时，将污水注入反应槽中，污水中的有机物在微生物作用下分解放出电子和质子，质子通过交换膜到另一极与富含氧气的水反应．下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、污水中的有机物在微生物作用下分解放出电子和质子，即注入污水的一极是电池的负极，发生失电子的氧化反应，故A正确；
B、污水中的有机物在微生物作用下分解放出电子和质子，即注入污水的一极是电池的负极，发生失电子的氧化反应，故B错误；
C、污水中的有机物体内含有蛋白质，在硫酸作用下，会发生变性，不能用硫酸做原电池的电解质环境，故C错误；
D、注入污水的一极是电池的负极，负极上C6H12O6失电子，电极反应式为C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+，故D错误．
故选A．
（1）若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应式为______．有关该实验，下列说法正确的是（填序号）______．
①A为正极，B为负极
②电子由电极B流出经溶液流向A极
③溶液中Na+向A极移动
④该反应相当于在模拟钢铁的析氢腐蚀
（2）若开关K与b连接，则可模拟工业上离子交换膜法制烧碱，该电池的总反应可表示为（离子方程式）______．
有关该实验，下列说法正确的是（填序号）______．
①B为阴极，发生氧化反应
②A极电极反应式可表示为2Cl-=Cl2↑+2e-
③溶液中Na+向A极移动
④若标准状况下B极产生2.24L气体，则电路中通过的电子数为0.2NA．
正确答案
解：（1）若开始时开关K与a连接，该装置是原电池，铁是负极，石墨是正极，负极上铁失电子生成亚铁离子，所以其电极反应式为：Fe-2e-=Fe 2+，
①该装置是原电池，铁易失电子而作负极，石墨作正极，即A为正极，B为负极，故正确；
②电子由电极B流出经导线流向A极，故错误；
③溶液中Na+向正极A极移动，故正确；
④该反应相当于在模拟钢铁的吸氧腐蚀，故错误；
故答案为：Fe-2e-=Fe 2+；①③；
（2）若开关K与b连接，该装置是电解池，石墨作阳极，铁作阴极，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，所以其电池反应式为：2Cl-+2H2O
①B为阴极，发生还原反应，故错误；
②A极上氯离子放电，所以A极电极反应式可表示为2Cl-=Cl2↑+2e-，故正确；
③溶液中Na+向阴极B极移动，故错误；
④若标准状况下B极产生2.24L气体，则电路中通过的电子数为0.2NA，故正确；
故答案为：2Cl-+2H2O
解析
解：（1）若开始时开关K与a连接，该装置是原电池，铁是负极，石墨是正极，负极上铁失电子生成亚铁离子，所以其电极反应式为：Fe-2e-=Fe 2+，
①该装置是原电池，铁易失电子而作负极，石墨作正极，即A为正极，B为负极，故正确；
②电子由电极B流出经导线流向A极，故错误；
③溶液中Na+向正极A极移动，故正确；
④该反应相当于在模拟钢铁的吸氧腐蚀，故错误；
故答案为：Fe-2e-=Fe 2+；①③；
（2）若开关K与b连接，该装置是电解池，石墨作阳极，铁作阴极，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，所以其电池反应式为：2Cl-+2H2O
①B为阴极，发生还原反应，故错误；
②A极上氯离子放电，所以A极电极反应式可表示为2Cl-=Cl2↑+2e-，故正确；
③溶液中Na+向阴极B极移动，故错误；
④若标准状况下B极产生2.24L气体，则电路中通过的电子数为0.2NA，故正确；
故答案为：2Cl-+2H2O
认真观察下列装置，回答下列问题：
（1）装置B中PbO2上发生的电极反应方程式为______．
（2）装置A中总反应的离子方程式为______．
（3）若装置E中的目的是在Cu材料上镀银，则X为______，极板N的材料为______．若装置E的目的是验证金属的电化学防腐，则极板N的材料为______．
（4）当装置A中Cu电极质量改变6.4g时，装置D中产生的气体体积为______L（标准状况下）．
正确答案
解：（1）B和C装置形成原电池，铅作负极，二氧化铅作正极，原电池放电时，正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，发生还原反应，电极反应式为：PbO2+2e-+4H++SO42-═PbSO4+2H2O，
故答案为：PbO2+2e-+4H++SO42-═PbSO4+2H2O；
（2）A连接电源，则A是电解池，左边Pt作阴极，右边Cu作阳极，阳极上Cu放电，阴极上氢离子放电，装置A中总反应的离子方程式为Cu+2H+
故答案为：Cu+2H+
（3）镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，电解质溶液中阳离子和镀层金属相同，若装置D的目的是在某镀件上镀银，则X为硝酸银溶液，N作阳极，应该是银，若装置E的目的是验证金属的电化学防腐，则极板N的材料为惰性电极（或石墨等不溶性惰性材料），被保护的金属连接电源阴极，
故答案为：AgNO3； Ag；惰性电极（或石墨等不溶性惰性材料）；
（4）当装置A中Cu电极质量改变6.4g时，n（Cu）=0.1mol，则转移0.2mol电子，装置D中n（NaCl）=0.1mol，
阳极首先发生2Cl-2e-=Cl2↑、其次发生4OH-4e-=2H2O+O2↑，则阳极首先生成0.05molCl2，其次生成0.025molO2，
阴极只发生2H++2e-=H2↑，生成0.1molH2，则总共生成0.175mol气体，体积为0.175mol×22.4L/mol=3.92L，
故答案为：3.92．
解析
解：（1）B和C装置形成原电池，铅作负极，二氧化铅作正极，原电池放电时，正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，发生还原反应，电极反应式为：PbO2+2e-+4H++SO42-═PbSO4+2H2O，
故答案为：PbO2+2e-+4H++SO42-═PbSO4+2H2O；
（2）A连接电源，则A是电解池，左边Pt作阴极，右边Cu作阳极，阳极上Cu放电，阴极上氢离子放电，装置A中总反应的离子方程式为Cu+2H+
故答案为：Cu+2H+
（3）镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，电解质溶液中阳离子和镀层金属相同，若装置D的目的是在某镀件上镀银，则X为硝酸银溶液，N作阳极，应该是银，若装置E的目的是验证金属的电化学防腐，则极板N的材料为惰性电极（或石墨等不溶性惰性材料），被保护的金属连接电源阴极，
故答案为：AgNO3； Ag；惰性电极（或石墨等不溶性惰性材料）；
（4）当装置A中Cu电极质量改变6.4g时，n（Cu）=0.1mol，则转移0.2mol电子，装置D中n（NaCl）=0.1mol，
阳极首先发生2Cl-2e-=Cl2↑、其次发生4OH-4e-=2H2O+O2↑，则阳极首先生成0.05molCl2，其次生成0.025molO2，
阴极只发生2H++2e-=H2↑，生成0.1molH2，则总共生成0.175mol气体，体积为0.175mol×22.4L/mol=3.92L，
故答案为：3.92．
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