- 电解池
- 共5205题
I．市场上出售的“热敷袋”，其主要成分是铁屑、碳粉、木屑与少量氯化钠、水等．它在使用之前需用塑料袋与空气隔绝．使用时启开塑料袋上的气孔，轻轻揉搓就会放出热量来．当使用完后还会发现有铁锈生成．依上述现象回答：
（1）碳粉的主要作用是______．
（2）加入氯化钠的作用是______．
（3）试写出上述变化过程中负极的电极反应式，负极：______．
Ⅱ．将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计．若该电池中两电极的总重量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，试计算：产生氢气的体积（标准状况）．（要写计算过程）
正确答案
I．（1）碳粉和铁活泼性不同，且都导电；氯化钠是强电解质，易溶于水；碳粉、铁、氯化钠溶液构成了原电池，碳的活泼性比铁小，所以作正极，因为形成原电池，从而加速铁的氧化．
故答案为：与铁、氯化钠溶液构成原电池，碳作电池的正极，从而加速铁的氧化
（2）氯化钠是强电解质，易溶于水，溶于水后得到电解质溶液，
故答案为：氯化钠溶于水形成电解质溶液．
（3）、铁的活泼性大于碳的，在构成的原电池中，铁作负极，铁失去电子变成离子进入溶液，
故答案为：Fe-2e-=Fe2+．
Ⅱ．银片和锌片分别作原电池的正负极，当发生反应时，负极材料失电子变成离子进入溶液，质量减少；正极材料不参加反应，所以本题质量减少的量是锌的质量．
锌减少的质量为60g-47g=13g，结合方程式计算生成氢气的体积．
Zn+H2SO4=ZnSO4 +H2↑
65g 22.4L
13g 4.48L
答：产生氢气的体积为4.48L．
对下图中两极进行必要的连接并填空
（1）在图A中，使铜片上冒H2气泡。则加以必要的连接后的装置叫_______________；两极发生的电极反应式为：锌板、_______________；铜板、_______________。
（2）在图B中，a、b为惰性电极，进行必要的连接后使a极析出铜，则b极出现的现象是____________；
该装置叫_______________；该反应总的化学方程为_______________。
（3）如将图A中Zn、Cu两极与图B中a、b作必要的连接后，也能产生与（1）、（2）完全相同的现象，则Zn极连______极，Cu极连_______极（填a或b）。经过一段时间后，停止反应并搅匀溶液，图B中溶液的pH_________（填写“升高”、“降低”或“不变”），欲使溶液恢复至与反应前完全一致，则应加入的一定量的物质是_______________
A．CuO B．Cu(OH)2 C．Cu2(OH)2CO3 D．CuSO4
正确答案
（1）原电池；Zn-2e-==Zn2+；H++2e-==H2↑
（2）有气体逸出；电解池；2CuSO4+2H2O
（3）a；b；降低；A
铅蓄电池是广泛应用于汽车、电动助力车等的起动电源．产生电能时的电极反应分别为：
Pb+SO4 2--2e-=PbSO4
PbO2+4H++SO4 2-+2e-=PbSO4+2H2O
（1）试写出铅蓄电池放电时的总反应式（电池反应）：______
（2）铅蓄电池的电解质溶液是______；负极材料是______；在放电过程中，当线路中转移2mol电子时，消耗的电解质是______mol．
正确答案
（1）在得失电子相同的条件下，将正负极电极反应式相加即可得电池反应式，所以电池反应式为Pb+PbO2+2H2SO4 ═2PbSO4+2H2O，
故答案为：Pb+PbO2+2H2SO4 ═2PbSO4+2H2O；
（2）根据正负极上电极反应式知，该装置中的电解质溶液是稀硫酸，负极上金属铅失电子发生氧化反应，所以Pb作负极材料，根据电池反应式Pb+PbO2+2H2SO4 ═2PbSO4+2H2O知，转移电子和硫酸的关系式为2H2SO4 ----2e-，所以在放电过程中，当线路中转移2mol电子时，消耗的电解质的物质的量=
故答案为：稀硫酸；Pb；2．
Zn-Cu构成原电池，电解液是2000mL硫酸铜溶液，若两电极的总质量为160g，工作一段时间后，取出Zn片和Cu片洗净干燥后称重，总质量为158g，试计算：
（1）通过导线中电子的个数？
（2）假设硫酸铜溶液消耗完，则硫酸铜溶液得物质的量浓度为多少？
正确答案
（1）随着反应的进行，锌片逐渐溶解，质量逐渐减小，铜片质量逐渐增加，两极质量减少的量为：锌片减少的量减去铜片质量增加的量．
设转移电子x个．
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 质量减少量 转移电子
（65-64）g 2×6.02×1023个
160g-158g x个
x=2.408×1024
故答案为2.408×1024个．
（2）设硫酸铜的物质的量为ymol．
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 质量减少量
1mol （65-64）g
ymol 160g-158g
y=2
C=
故答案为：1mol/L
回答下列各题：
（1）在探究原电池中电极与电解质溶液之间的关系时，某同学设计了用铝片、铜片作电极，用浓硝酸作电解质溶液的原电池，则铜片为原电池的______极，铝片上的电极反应式为______．
（2）通过______装置（ 填“原电池”或“电解池”）可以实现如下反应：
Cu+2H2O═Cu（OH）2+H2↑
该装置应以铜为______极，并可选用下列溶液中的______为电解质溶液（填符号）．
A．H2SO4溶液 B．NaOH溶液 C．CuSO4溶液 D．NaCl溶液
（3）如图所示的两个电解槽中，A、B、C、D均为石墨电极．电解过程中，乙中反应的离子方程式为______．
若乙烧杯中D极上产生224mL标准状况下的气体，则甲烧杯中B极上可析出铜______g（铜的相对原子质量为64）．
正确答案
（1）铝片、铜片、浓硝酸构成的原电池中，常温下，铝片能与浓硝酸发生钝化现象，铜能与浓硝酸自发的发生氧化还原反应，铜片作负极，铝片作正极，正极上硝酸根离子得电子和氢离子生成二氧化氮和水，电极反应式为4H++2NO3-+2e-=2NO2↑+2H2O，
故答案为：负极；4H++2NO3-+2e-=2NO2↑+2H2O；
（2）Cu+2H2O═Cu（OH）2+H2↑该反应不能自发的进行氧化还原反应，所以不能构成原电池只能构成电解池，利用外接电源使其强制发生氧化还原反应．
该反应中铜失电子发生氧化反应，所以铜片作阳极，阴极上水分子放电生成氢气和氢氧根离子，发生还原反应．
A．如果电解硫酸溶液，阴极上先氢离子放电生成氢气，随着反应的进行，阳极上生成的铜离子进入溶液，后阴极上铜离子放电不是氢离子放电，故A错误；
B、电解氢氧化钠溶液时，阴极上氢离子放电，阳极上生成的铜离子和氢氧根离子生成氢氧化铜沉淀，所以阴极上始终没有铜离子得电子，故B正确；
C、电解硫酸铜溶液时，阴极上铜离子放电生成铜单质，不是氢离子放电，故C错误；
D．电解NaCl溶液时，阴极上氢离子放电同时生成氢氧根离子，阳极上生成的铜离子和氢氧根离子反应生成氢氧化铜沉淀，符合电池反应式，故D正确；
故答案为：电解池；阳极；BD；
（3）电解时，乙中阳极上氯离子失电子生成氯气，阴极上氢离子得电子生成氢气，所以电池反应式为：2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-，
乙烧杯中D极连接电源的负极，所以D极作阴极，D极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，
甲烧杯中B作阴极，阴极上铜离子得电子生成铜单质，电极反应式为2Cu2++2e-=Cu，
根据电解池工作时，阴阳极上得失电子相等，
设生成铜的质量为X，氢气和铜的关系式为
Cu--H2↑
64g 22.4L
X 0.224L
x=0.64g
故答案为：2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-；0.64g．
现有如下两个反应：
A、2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O
B、CH4+2O2═CO2+2H2O
（1）根据反应的本质，两个反应都为______反应（放热或吸热），判断两个反应能否设计为原电池？（能或不能）
A______ B______
（2）如果不能，说明其理由______
（3）如果能，最好应选择______电解质溶液（NaOH或H2SO4）．则负极电极反应式：______正极电极反应式：______．
正确答案
（1）中和反应、物质的燃烧反应均是放热反应，A不是自发的氧化还原反应不能设计成原电池，B是自发的氧化还原反应能设计成原电池，故答案为：放热；不能；能；
（2）A的反应为复分解反应，属于非氧化还原反应，无电子转移，只有自发的氧化还原反应能设计成原电池，故答案为：A的反应为非氧化还原反应，无电子转移；
（3）甲烷燃料电池中，负极是甲烷燃料失电子的过程，正极是氧气得电子的过程，电极反应分别为：负极 CH4-8e-+10 OH-═CO32-+7H2O，正极 2O2+8e-+4H2O═8 OH-，为了保证放电的充分进行，可以选择碱来作电解质溶液，故答案为：NaOH；CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O；2O2+8e-+4H2O═8OH-．
将铁片和铜片插入某种电解质溶液，铁片和铜片用导线相连，形成原电池装置．
（1）若电解质溶液是稀硫酸，则负极材料是______，发生______反应；正极上反应的电极反应式是______，该电池的总反应方程式是______．
（2）若电解质溶液是浓硝酸，在导线中电子是由______极流向______极（“铁”、“铜”），负极上反应的电极反应式是______，该电池总反应离子方程式是______．
正确答案
（1）铁片和铜片与稀硫酸组成的原电池中，铁作负极，负极上失电子发生氧化反应；正极上发生得电子的还原反应，溶液中的氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑，所以正负极上的电极反应式相加得电池反应式，所以电池反应式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；
故答案为：铁片；氧化；2H++2e-=H2↑；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；
（2）铁和浓硝酸发生钝化现象，阻止了铁与硝酸的反应，铜失电子发生氧化反应作负极，铁作正极，所以铜极流向铁极；负极上铜失电子生成铜离子，所以电极反应式为Cu-2e-=Cu2+；正极上硝酸得电子生成一氧化氮气体和水，所以电池反应式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO↑+2H2O．
故答案为：铜；铁；Cu-2e-=Cu2+；Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO↑+2H2O．
（1）某化学兴趣小组通过实验来实现电能转化成化学能，他们在U形管中加入适量饱和氯化铜溶液，用石墨棒作电极，接通直流电源开始实验．
①与电源正极相连的是电解池的______极，该极发生的电极反应式为______．检验该极上产物的实验方法及现象是______．
②电解反应的化学方程式为______．
（2）某学生用手电筒使用的干电池、小灯泡和石墨电极、导线等连接起来进行氯化钠的导电性实验，当将石墨电极插入干燥的氯化钠晶体中时，灯泡没有亮；而将石墨电极插入熔融的氯化钠中时，灯泡亮了．由此你能得到结论是______；您对这些结论的解释是______．
正确答案
（1）①用石墨棒作电极电解饱和氯化铜溶液，与电源正极相连的是阳极，是氯离子失电子发生氧化反应生成氯气电解 反应为：2Cl--2e-═Cl2↑；检验氯气的方法是用湿润的淀粉碘化钾试纸放在该电极附近变蓝，证明生成的是氯气，
故答案为：阳；2Cl--2e-═Cl2↑；将湿润的淀粉碘化钾试纸放在该极U形管口附近，试纸变蓝；
②电解氯化铜生成氯气和铜，电池反应为：CuCl2 
（2）将石墨电极插入干燥的氯化钠晶体中时，灯泡没有亮；而将石墨电极插入熔融的氯化钠中时，灯泡亮了．导电的结论：①熔融的氯化钠能导电，是因为熔融的氯化钠中有自由移动的带电的微粒，根据组成，带电的微粒只能是氯离子、钠离子；②熔融的氯化钠才能导电，而干燥的氯化钠晶体不能导电，是因为在干燥的氯化钠晶体中氯离子与钠离子之间有强烈的相互作用而不能自由移动，
故答案为：①熔融的氯化钠能导电、②熔融的氯化钠才能导电，而干燥的氯化钠晶体不能导电；结论①是因为熔融的氯化钠中有自由移动的带电的微粒，根据组成，带电的微粒只能是氯离子、钠离子、结论②是因为在干燥的氯化钠晶体中氯离子与钠离子之间有强烈的相互作用而不能自由移动．
如图所示3套实验装置，分别回答下列问题．
（1）装置1为铁的吸氧腐蚀实验．向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到碳棒附近的溶液变红，该电极反应为______．
（2）装置2中的石墨是______极（填“正”或“负”），该装置发生的总反应的离子方程式为______．
（3）装置3中甲烧杯盛放100mL 0.2mol/L的NaCl溶液，乙烧杯盛放100mL 0.5mol/L的CuSO4溶液．反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红．
①电源的M端为______极；甲烧杯中铁电极的电极反应为______．
②乙烧杯中电解反应的离子方程式为______．
③停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为______mL．
正确答案
（1）装置1为铁的吸氧腐蚀实验，发生电化学腐蚀，铁为负极，碳为正极，观察到碳棒附近的溶液变红，说明在碳极上氧气得电子生成OH-离子，反应的电极反应式为
O2+4e-+2H2O═4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O═4OH-；
（2）装置2为原电池，负极为Cu，电极反应为：Cu-2e-═Cu2+，正极为石墨，电极反应为2Fe+2e-═2Fe2+，反应的总方程式为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，
故答案为：正；2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；
（3）①反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红，说明在石墨电极上生成OH-离子，电极反应为：2H2O+2e-═2OH-+H2↑，
发生还原反应，为电解池的阴极，连接电源的负极，即M端为正极，N端为负极，阳极反应为Fe-2e-═Fe2+，故答案为：正；Fe-2e-═Fe2+；
②乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阳极，电极反应为4OH--4e-═O2↑+H2O，Cu为阴极，电极反应为Cu2++2e-═Cu，电解的总反应为2Cu2++2H2O
故答案为：2Cu2++2H2O
③取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，则生成Cu的物质的量为
根据甲烧杯产生气体的电极反应计算生成气体的体积，
2H2O+2e-═2OH-+H2↑，
2mol 22.4L
0.02mol V
V=
如图所示，A、B、C三个装置的烧杯中分别盛有足量的CuCl2溶液．
（1）A、B、C三个装置中属于电解池的是______．
（2）A池中Cu是______极，A池中总反应的离子方程式为______．
（3）B池中C电极上发生______反应（填“氧化”或“还原”），B池中总反应的化学方程式为______．
（4）C池中Cu是______极，电极反应为______．反应过程溶液中C（Cu2+）______（填“变大”“变小”或“不变”）．
正确答案
（1）BC装置都有外接电源，所以是把电能转化为化学能的装置，属于电解池，故选BC；
（2）该装置是原电池，较活泼的金属锌作负极，铜作正极，锌和铜离子发生氧化还原反应生成锌离子和铜单质，所以A池中总反应的离子方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，
故答案为：Zn+Cu2+=Zn2++Cu；
（3）B电池中，C连接原电池负极，所以C是阴极，阴极上得电子发生还原反应，电解池工作时，阴极上铜离子得电子发生还原反应，阳极上氯离子失电子发生氧化反应，所以电池反应式为：CuCl2
（4）铜连接原电池的正极，所以是阳极，铜是活泼电极，所以电解池工作时，阳极上铜失电子生成铜离子而不是溶液中阴离子失电子，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，因为阳极上铜失电子进入溶液，阴极上铜离子得电子生成铜单质，阳极上溶解的铜等于阴极上析出的铜，所以溶液中铜离子浓度不变，故答案为：阳；Cu-2e-=Cu2+；不变．
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