- 原电池原理的应用
- 共4430题
如图甲和乙是双液原电池装置．由图可判断下列说法错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A．根据图片知，Cd失电子，Co2+得电子，所以其电池反应离子方程式为：Cd（s）+Co2+（aq）=Co（s）+Cd2+（aq），故A正确；
B．根据图片知，Cd失电子，Ag+得电子，所以2Ag（s）+Cd2+（aq）=Cd（s）+2Ag+（aq）反应不能发生，故B错误；
C．原电池放电时，盐桥中的阴阳离子定向移动而构成闭合回路，且使两溶液中电荷相等，所以盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性，故C正确；
D．根据Cd（s）+2Ag+（aq）=2Ag（s）+Cd2+（aq）知，当有lmol电子通过外电路时，正极有108克Ag析出，故D正确；
故选B．
下列烧杯中盛放的都是稀硫酸其中：
（1）能形成原电池的装置是______； （2）该原电池的正极是______
（3）正极电极反应式是______；（4）负极是______；（5）负极电极反应式是______．
正确答案
A
Cu
2H++2e-=H2↑
Zn
Zn-2e-=Zn2+
解析
解：（1）A、符合原电池的构成条件，故A正确．
B、不能自发的发生氧化还原反应，故B错误．
C、不能自发的发生氧化还原反应，故C错误．
D、没有形成闭合回路，故D错误．
故选A
（2）锌的活泼性大于铜的，所以铜作正极．
故答案为：铜．
（3）正极上氢离子得电子，发生还原反应，生成氢气．故答案为：2H++2e-=H2↑
（4）锌的活泼性大于铜的，所以锌作负极．
故答案为：锌．
（5）锌作负极，锌失电子变成锌离子，反应氧化反应．
故答案为：Zn-2e-=Zn2+
银锌碱性蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置．电池放电时的反应原理是：Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn（OH）2．
回答下列问题：
（1）银锌碱性蓄电池的正极反应式为______．
（2）电解过程中，阳极反应式为______；阴极反应式为______．
（3）上述电解过程中共转移电子总数______．
（4）电解得到的Cu的质量为______．
（5）原混合溶液中c（K+）为______．
（6）电解后溶液中c（H+）______4mol/L（选填“＜”“=”“＞”）．
正确答案
Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-
4OH--4e-=2H2O+O2↑
Cu2++2e-=Cu；2H++2e-=H2↑
4NA
64g
2mol•L-1
＞
解析
解：（1）该原电池中，较活泼的金属锌失电子作负极，氧化银作正极，正极上氧化银得电子和水反应生成银和氢氧根离子，电极反应式为：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-．
故答案为：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-．
（2）电解过程中，阳极上氢氧根放电生成氧气和水，4OH--4e-=2H2O+O2↑；阴极上先是铜离子放电生成铜，当铜离子完全析出时，氢离子放电生成氢气，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，2H++2e-=H2（或4H2O+4e-=2H2+4OH-）．
故答案为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；Cu2++2e-=Cu，2H++2e-=H2（或4H2O+4e-=2H2+4OH-）．
（3）电解过程中，阳极上失电子，阴极上得电子，根据氧气与转移电子之间的关系式计算．
设转移电子为X．
4OH--4e-=2H2O+O2↑；
4NA 22.4L
X 22.4L
X=4NA
故答案为4NA．
（4）氢氧根离子失去4NA 电子析出22.4L氧气转移电子，氢离子得到2NA电子析出22.4L氢气，所以铜离子得到2NA
电子析出铜单质．
设铜单质的质量是y．
Cu2++2e-=Cu
2NA 64g
2NA y
y=64g．
故答案为64g．
（5）铜的质量是64g，其物质的量是1mol，则C（Cu2+）=
C（K+）=c（NO3-）-2C（Cu2+）=2mol/L．
故答案为：2 mol•L-1 ．
（6）根据4OH--4e-=2H2O+O2↑知，生成22.4L氧气需要氢氧根离子4mol，根据2H++2e-=H2↑知，生成22.4L氢气需要氢离子2mol，水电离出的氢离子和氢氧根离子个数相同，所以溶液中氢离子的物质的量是2mol，电解过程中溶液的体积减小，所以c（H+）＞
故答案为＞．
天然气（主要成分甲烷）是一种清洁、高效的能源，现在许多城市家庭用于厨房使用的燃料已经由煤气（主要成分是H2和CO按体积比1：1混合的气体混合物）换成了天然气；此外天然气也是很好的燃料电池的燃料，甲烷在燃料电池中的能量转换率可达到85%-90%．请回答下列问题：
（1）已知H2、CO和CH4的燃烧热分别是286kJ/mol、283kJ/mol和890kJ/mol，则反应2CH4（g）+3O2（g）=CO（g）+H2（g）+CO2（g）+3H2O（l）的反应热△H=______．
（2）以甲烷、空气为反应物，KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池，则负极反应式为：______．随着反应的不断进行溶液的碱性______（填“增大”“减小”或“不变”）．
（3）如果以该燃料电池为电源、石墨作两极电解饱和食盐水，则该电解过程中阳极反应式为：______；如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L，溶液的C（OH-）=10-2mol/L，则理论上消耗甲烷在标准状况下的体积为______mL．
正确答案
-1211kJ/mol
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
减小
2Cl--2e-=Cl2↑
28
解析
解：（1）CH4（g）、H2（g）、CO（g）的燃烧热分别为890.3kJ•mol-1、285.8kJ•mol-1和393.5kJ•mol-1，写出表示这三种物质燃烧热的热化学方程式：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H=-890.3 kJ•mol-1；
H2（g）+
CO（s）+
根据盖斯定律，则反应2CH4（g）+3O2（g）=CO（g）+H2（g）+CO2（g）+3H2O（l）等于①×2-③-②，即反应的反应热△H=-1211kJ/mol，
故答案为：-1211kJ/mol；
（2）原电池放电时，甲烷失电子被氧化，应为电池负极反应，其电极反应式为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；电池在放电过程中消耗氢氧根离子，所以溶液的pH减小；
故答案为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；减小；
（3）阴极上氢离子放电生成氢气，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，电解一段时间，溶液的C（OH-）=10-2mol/L，则n（OH-）=0.01mol/L×1L=0.01mol，根据反应2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH可知，n（Cl2）=0.01mol×
故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；28．
现有A、B、C、D四种金属片：①把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，A上有气泡产生；②把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，D发生还原反应；③把A、C用导线连接后同时浸入稀H2SO4溶液中，电子流动方向为A→导线→C，根据上述情况，回答下列问题：
（1）在①中，金属片______发生氧化反应，金属片______ 作正极；
（2）在②中，金属片______作负极；
（3）如果把B、D用导线连接后同时浸入稀H2SO4溶液，则金属片______上有气泡产生；
（4）上述四种金属的活动性由强到弱的顺序是______．
正确答案
B
A
C
D
B＞A＞C＞D
解析
解：（1）把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，A上有气泡产生，所以A是正极，B是负极，该极上发生氧化反应，故答案为：B；A；
（2）把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，D发生还原反应，所以D是正极，C是负极，故答案为：C；
（3）根据①可知金属活泼性顺序为B＞A，根据②可知金属活泼性顺序为C＞D，根据③可知金属活泼性顺序为A＞C，所以金属活泼性顺序是在原电池中，B＞A＞C＞D，如果把B、D用导线连接后同时浸入稀H2SO4溶液，则D为正极，该电极上有气泡产生，故答案为：D；
（4）根据①可知金属活泼性顺序为B＞A，根据②可知金属活泼性顺序为C＞D，根据③可知金属活泼性顺序为A＞C，所以金属活泼性顺序是在原电池中，B＞A＞C＞D，故答案为：B＞A＞C＞D．
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