- 电解池
- 共5205题
(1)下列能构成原电池的是______(A、B、C、D中的电解质溶液均为稀硫酸)(填编号)
(2)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸.
①B中Cu极电极反应式为______;
②C中被溶解的金属是______,总化学反应方程式为______;
③A.B、C中铁被溶解的速率,由大到小的顺序是______.
正确答案
(1)A、B、C符合原电池的构成条件,D没有构成闭合回路,所以不能构成原电池.
故选ABC;
(2)①该电池中,铁失电子生成二价铁离子进入溶液,铁片逐渐溶解,所以铁作负极,铜作正极,正极上氢离子得电子生成氢气,所以电极反应式为2H++2e-=H2↑.
故答案为:2H++2e-=H2↑;
②该电池中锌失电子生成锌离子进入溶液,所以锌逐渐溶解,锌作负极,铁作正极,
电池反应式为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,故答案为:Zn;Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
③通过以上分析知,B装置加快了铁片的溶解,C装置减慢了铁片的溶解,所以反应速率由大到小的顺序是B>A>C.
故答案为:B>A>C.
观察图A.B.C,回答下列问题:
(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里,可观察到锌片上有气泡,再平行插入一块铜片,可观察到铜片______(填“有”或“没有”)气泡产生.再用导线把锌片和铜片连接起来(见图A),组成一个原电池,正极的电极反应式为______.
(2)如果烧杯中最初装入的是2mol/L 500mL的稀硫酸溶液,构成铜锌原电池(见图B,假设产生的气体没有损失,锌失去的电子完全沿导线到铜电极),当在标准状况下收集到11.2L的氢气时,则此时烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度分别为(溶液体积变化忽略不计)______.______.
(3)如果电极材料分别是铁片和石墨并进行连接,插入氯化钠溶液中(见图C),放置数天后,写出正极的电极反应式______.
正确答案
(1)金属铜和硫酸不反应,不会产生气泡,锌片、铜片和硫酸形成的原电池中,金属铜为正极,该极上氢离子得电子生成氢气,电极反应为:2H++2e-=H2↑,故答案为:没有;2H++2e-=H2↑;
(2)根据正极反应:2H++2e-=H2↑,当在标准状况下收集到11.2L即0.5mol的氢气时,转移电子是1mol,减少的氢离子为1mol,所以剩余的硫酸的浓度为1mol/L,负极上的电极反应式为:Zn→Zn2++2e-,当转移电子1mol时,生成锌离子的量为0.5mol,所以c(ZnSO4)=1mol/L,故答案为:c(H2SO4)=1mol/L;c(ZnSO4)=1mol/L;
(3)铁片、石墨和氯化钠溶液构成的原电池中,金属铁发生吸氧腐蚀,正极上是氧气得电子发生,电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-.
大气固氮属于自然固氮,合成氨是目前人工固氮的主要方法。科学家一直致
力“人工固氮”新方法的研究。
(1)有关大气固氮(以为例)、人工固氮(以
为
例)反应的平衡常数的值如下表。
下列说法正确的是 填字母
a.大气固氮与人工固氮都是放热反应 b.人类模拟大气固氮无现实意义
c.寻找在常温下合成氨的高效催化剂是目前人工固氮的新方向
d.在常温下,人工固氮非常容易进行
(2)已知:
据报道,在常温、常压、光照、催化剂的条件下,可以与水反应,则反应
+
=
+3/2
的
(3)某研究小组在673 K、30 MPa下,在体积为的
密闭容器中进行反应:,
其和
随时间变化的关系如图所示。
①下列叙述正确的是 填字母
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到化学平衡状态
C.若如时由673 K升至773 K,则将增大
②从开始到平衡时反应的平均速率(以的浓度变化表示)v(
)= .
③若开始时=
,则反应的平衡常数K=(用代数式表示).
正确答案
(1)bc (2)+765.0 kJ·mol-1
(3)①AC ②3n2/(2Vt2) mol/(L·s) ③n22V2/[(n3-n2/2)×(n3-3n2/2)3]
略
认真观察如图装置,试回答下列问题:
(1)连接装置B、C之间的U形管中装填有含有琼脂的KCl饱和溶液,电池工作时,对盐桥中的K+、Cl-的移动方向为______.装置B中PbO2上发生的电极反应式为______.
(2)装置A中总反应的离子方程式为______.
(3)若装置D的目的是在某镀件上镀银,则X为______,电极板N的材料为______.
(4)当装置D中镀件质量增加21.6g时,装置A中产生的气体体积为______L(标准状况下,不考虑气体的溶解).
正确答案
(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,盐桥中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,所以K+向B装置方向移动,Cl-向C装置方向移动,正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅,电极反应式为:PbO2+2e-+4H++SO42-═PbSO4+2H2O
故答案为:K+向B装置方向移动,Cl-向C装置方向移动;PbO2+2e-+4H++SO42-═PbSO4+2H2O;
(2)A连接电源,则A是电解池,左边石墨作阴极,右边石墨作阳极,阳极上氯离子放电,阴极上氢离子放电,所以电池反应式为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,故答案为:2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-;
(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,
故答案为:AgNO3溶液;Ag;
(4)当装置D中镀件质量增加21.6g时,转移电子的物质的量=×1=0.2mol,装置A中电池反应式为:2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-,根据转移电子相等知,生成气体体积=
×2×22.4L/mol=4.48L,故答案为:4.48.
如图是一个化学过程的示意图.已知甲池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O
(1)甲池是______装置,通入CH3OH的电极名称是______,B电极的名称是______.
(2)通O2一极的电极反应式为______.
(3)乙池中总反应的化学方程式为______.
(4)当乙池中A(Fe)极的质量增加6.4g时,甲池中消耗O2______mL(标况下)
正确答案
(1)根据反应方程式知,甲装置是一个燃料电池,所以甲是把化学能转变为电能的装置,是原电池;乙有外加电源,所以是电解池.根据2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知,CH3OH发生氧化反应,所以该电极是负极,O2 发生还原反应,所以该电极是正极;石墨与原电池的正极相连,所以石墨电极B是阳极;
故答案为:原电池;负极;阳极;
(2)根据2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知,CH3OH发生氧化反应,所以该电极是负极,O2 得电子和水反应生成氢氧根离子,发生还原反应,所以该电极是正极;
故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;
(3)乙池中离子放电顺序为:阳离子 Cu2+>H+,阴离子OH->SO42-,依据氧化还原反应的电子守恒,结合反应的物质书写化学方程式:2CuSO4+2H2O2Cu↓+O2↑+2H2SO4故答案为:2CuSO4+2H2O
2Cu↓+O2↑+2H2SO4;
(4)根据得失电子数相等,氧气与银的关系式为:
O2--------2Cu
22.4L ( 2×64 )g
1.12L 6.40g
故答案为:1120.
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.
现用该蓄电池电解c(NO3-)=6mol•L-1的KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液500mL,当通电一段时间后,两极均收集到22.4L气体(标准状况)(电解池的电极均为石墨电极).
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
(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+)==2mol/L,c(NO3-)=6mol•L-1;设钾离子的物质的量浓度为z,根据溶液呈电中性,溶液中阴阳离子所带电量相等得,2C(Cu2+)+C(K+)=c(NO3-),所以
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+)>=4mol/L.
故答案为>.
(6分)若定义某物质的转化率为消耗掉的该物质的物质的量占起始时该物质的原物质的量的百分比。已知合成氨反应为N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g).在一体积为10L且容积不变的密闭容器中放入1mol N2和3mol H2 ,在一定条件下发生反应,经4min达到化学平衡状态,测得容器中氨气的物质的量为0.6mol.。求:
(1)氮气的转化率
(2)用氢气表示平均反应速率是多少?
(3)平衡状态时氢气的物质的量浓度。
正确答案
(1)30% (2)0.0225 mol·(L·min)-1 (3)0.21 mol·L-
略
(1)用铜和硫酸铜、银和硝酸银溶液设计一个原电池,电池的负极是______,正极电极反应式是:______.
(2)已知某电池的负极反应为:Cd-2e-+2OH-═Cd(OH)2,正极反应为:NiO(OH)2+2e-+H2O═Ni(OH)2+2OH-.则该电池的电解质溶液可能为______,总反应的化学方程式______.
(3)用惰性电极电解稀硫酸、NaOH溶液、NaCl溶液、CuSO4溶液,试写出:电解稀硫酸的阳极反应式______,电解NaOH溶液的阴极反应式______,电解NaCl溶液的总反应化学方程式______,电解CuSO4溶液总反应的离子方程式______.
正确答案
(1)铜比银活泼,在铜、银原电池中铜为负极,正极发生还原反应,阴离子得到电子被还原,电极方程式为2Ag-2e-═2Ag+,
故答案为:铜;2Ag-2e-═2Ag+;
(2)正负极电极方程式相加可得总反应式为Cd+NiO(OH)2+H2O═Cd(OH)2+Ni(OH)2,Cd(OH)2和Ni(OH)2只能存在碱性溶液中,则应为KOH或NaOH,
故答案为:KOH;Cd+NiO(OH)2+H2O═Cd(OH)2+Ni(OH)2;
(3)电解硫酸溶液,氧气发生氧化反应生成氧气,电极方程式为4OH--4e-═2H2O+O2↑;电解氢氧化钠溶液,阴极发生还原反应生成氢气,电极方程式为2H++2e-═H2↑;电解NaCl溶液可得到氯气、氢气和氢氧化钠,电解总方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,电解硫酸铜溶液生成铜、氧气和硫酸,总方程式为 2Cu2++2H2O
2Cu+4H++O2↑,
故答案为:4OH--4e-═2H2O+O2↑;2H++2e-═H2↑;2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;2Cu2++2H2O
2Cu+4H++O2↑.
如图所示的四个容器中分别盛有不同的溶液,除A、B外,其余电极均为石墨电极.甲为铅蓄电池,其工作原理为:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O,其两个电极的电极材料分别是PbO2和Pb.
闭合K,发现G电极附近的溶液变红,20min后,将K断开,此时C、D两极上产生的气体体积相同;据此回答:
(1)A电极的电极材料是______(填“PbO2”或“Pb”).
(2)电解后,要使丙中溶液恢复到原来的浓度,需加入的物质是______(填化学式).
(3)到20min时,电路中通过电子的物质的量为______.
(4)0~20min,H电极上发生反应的电极反应式为:______.
(5)20min后将乙装置与其他装置断开,然后在C、D两极间连上灵敏电流计,发现电流计指针偏转,则此时C电极为______极,D电极上发生的电极反应式为:______.
正确答案
依据题干信息和图示可知,甲池是原电池做电源,发生的反应为:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O;乙丙丁是电解池,闭合K,发现G电极附近的溶液变红,说明G电极是电解池的阴极,H是电解池的阳极;所以A为正极,B为负极;C电极为阴极,D为阳极;E电极为阴极,F为阳极;20min后,将K断开,此时C、D两极上产生的气体体积相同,
C电极上发生的电极反应为:Cu2++2e-=Cu;2H++2e-=H2↑
D电极上发生的电极反应为:4OH--4e-=2H2O+O2↑
(1)A电极是铅蓄电池的正极,正极的电极材料是PbO2;故答案为:PbO2;
(2)电解过程是电解水,要使丙硫酸铝溶液恢复到原来的浓度,需加入的物质是水;故打为:H2O;
(3)20min后,将K断开,此时C、D两极上产生的气体体积相同,溶液中铜离子物质的量为0.1mol,设生成氢气物质的量为x,则氧气物质的量为x,结合电极上电子守恒计算得到:
C电极上发生的电极反应为:Cu2++2e-=Cu;2H++2e-=H2↑
D电极上发生的电极反应为:4OH--4e-=2H2O+O2↑
4x=2x+0.1×2
x=0.1mol,所以电路中电子转移总数为0.4mol,故答案为:0.4mol;
(4)0~20min,H电极上发生反应的电极反应式为H是电解池的阳极,依据电子守恒先反应的是:2Cl--2e-=Cl2↑Cl-物质的量为0.2mol,转移电子物质的量为0.2mol,溶液中电子转移总数为0.4mol,所以溶液中氢离子继续放电,电极反应为2H++2e-=H2↑;故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑;2H++2e-=H2↑;
(5)20min后将乙装置与其他装置断开,然后在C、D两极间连上灵敏电流计,发现电流计指针偏转,说明形成了原电池反应,电解时C电极上析出铜,断开连接形成原电池的负极,正极上是氢离子得到电子生成氢气;电极反应为:2H++2e-=H2↑;故答案为:负极;2H++2e-=H2↑.
根据所学化学反应原理,解决以下问题:
(1)依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的双液原电池,可以提供稳定的电流.装置如图所示,其中盐桥中装有琼脂-饱和KCl溶液.回答下列问题:
①电极X的材料和电解质溶液Y分别为______、______;
②盐桥中K+移向______(填“A”或“B”);
③银电极发生的电极反应为______.
(2)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-396.5kJ•mol-1
H2(g)+O2=H2O(g)△H2=-241.8kJ•mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H3=-283.0kJ•mol-1
根据盖斯定律写出单质碳和水蒸气反应生成水煤气的热化学方程式:______.
正确答案
(1)①根据2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)知,失电子的金属Cu为负极,得电子的阳离子Ag+是B池中电解质中的阳离子,该电解质溶液可以选取AgNO3溶液,
故答案为:Cu;AgNO3溶液;
②原电池放电时,盐桥中的钾离子移向正极B池,故答案为:B;
③银电极上,溶液中的银离子得电子发生还原反应,从而析出银单质,电极反应为:Ag++e-=Ag,故答案为:Ag++e-=Ag;
(2)①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-396.5kJ•mol-1
②H2(g)+1/2O2=H2O(g)△H2=-241.8kJ•mol-1③CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H3=-283.0kJ•mol-1
根据盖斯定律,①-②-③得到:单质碳和水蒸气生成水煤气的热化学方程式:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=128.3 kJ•mol-1,
故答案为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=128.3 kJ•mol-1.
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