- 电解池
- 共5205题
由碳棒、铁片和200mL稀H2SO4（足量）组成的原电池中，当在碳棒上共放出3.36L（标准状况）气体时，求消耗铁多少克？有多少个电子通过了导线？
正确答案
设需要消耗铁x．
该原电池的电池反应式为：
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
56g 22.4L
x 3.36L
所以x=
即消耗铁8.4g．
设转移电子y．
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 转移电子
22.4L 1.204×1023个
3.36L y
所以y═
故答案为：8.4g；1.806×1023个．
某小组为研究电化学原理，设计如图装置．下列叙述不正确的是（ ）
正确答案
A、a和b不连接时，Fe与硫酸铜溶液发生置换反应，则在铁片上有金属铜析出，故A正确；
B、a和b用导线连接时，电解质溶液为硫酸铜，形成原电池，Cu作正极，发生还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu，故B正确；
C、无论a和b是否连接，都发生Fe+Cu2+=Fe2++Cu，则溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，故C正确；
D、a和b用导线连接时，铁片上发生氧化反应，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，故D错误；
故选D．
【化学--化学与技术】
化学在材料的发展过程中起着很重要的作用，2012年度国家最高科学技术奖授予郑哲敏院士、王小谟院士，两人均在材料方面作出了巨大贡献，为国家创造出较大的经济效益．
（1）石灰石、生石灰和熟石灰均是重要的化工原料，下列工业生产中，不可能用到上述原料的是______（填序号）
①炼铁 ②炼钢 ③从海水中提取镁 ④铝的冶炼
⑤制水泥 ⑥制玻璃 ⑦制漂白粉 ⑧烧制陶瓷
（2）神州八号与天宫一号的成功对接与分离，标志着我国航天工业发展进入了新阶段．下列选项中的描述与化学研究领域无关的是
A．燃料燃烧为神州八号升空提供动力 B．与地面指挥中心联系的无线电通讯
C．宇航服使用的合成纤维等新材料 D．太空舱中利用NiFeO4处理呼出的废气
（3）玻璃钢是将玻璃纤维和高分子材料复合而成的复合材料，它具有强度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好等优良性能，其中基体是______，增强体是______．
（4）橄榄石型LiFePO4是-种锂离子电池正极材料，其中Fe元素显+2价．常向LiFePO4中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善LiFePO4的导电性能外，还能______．
正确答案
（1）①炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石； ②炼钢主要原料是铁水以及废钢（废钢用于降温及降低成本！属于金属料（及其他合金比如泥铁，添加较少．价格较高），造渣料如大量的石灰，白云石，莫来石等； ③从海水中提取镁的原料：海水、石灰乳；④铝的冶炼的原料：氧化铝；⑤制水泥的原料：石灰石和黏土；⑥制玻璃的原料：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等； ⑦制漂白粉的原料：用石灰石可以制得氧化钙进而得到消石灰，用氯气与消石灰反应得到漂白粉； ⑧烧制陶瓷的原料：黏土，故答案为：④⑧；
（2）A．燃料燃烧是化学变化，与化学研究领域有关，故A错误；
B．无线电通讯利用的是电磁波，与化学研究领域无关，故B正确；
C．合成纤维和用化学方法合成的，与化学研究领域有关，故C错误；
D．利用NiFeO4处理呼出的废气是化学变化，与化学研究领域有关，故D错误．
故选B；
（3）玻璃钢的基体是高分子材料，增强体是玻璃纤维，故答案为：高分子材料；玻璃纤维；
（4）高温成型前，常向LiFePO4中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的LiFePO4的导电性能外，还能消耗空气中的氧气，保护Fe2+，防止Fe2+被氧化，故答案为：与空气中氧气反应，防止LiFePO4中Fe2+被氧化；
（13分）由方铅矿（PbS）制备Pb和PbO2的方法如下：
PbO与焦炭煅烧时可能会发生如下反应：
PbO(s)＋C(s)＝Pb(s)＋CO(g) ΔH＝＋108.5 kJ·mol—1 ①
PbO(s)＋CO(g)＝Pb(s)＋CO2(g) ΔH＝－64 kJ·mol—1 ②
（1）已知Pb与O2反应的热化学方程式为：2Pb(s)＋O2(g)＝2PbO(s) ΔH＝－438 kJ·mol—1
则C完全燃烧的热化学方程式为 。
（2）能提高反应②中PbO转化率的措施有 （填字母）。
a．升高温度 b．增大压强 c．加入焦炭 d．加入催化剂
（3）制备过程中会产生SO2、NO、CO等有毒气体，可将它们按一定比例混合在一定条件下反应得到S、N2和CO2。若SO2与NO的体积比为1∶2，该反应的化学方程式为 。
（4）水溶液中铅的存在形态有多种，各形态的浓度分数α随溶液pH变化的关系如下图所示：
pH＝6.5时，Pb2＋水解的离子方程式为 ；加入NaClO制备PbO2之前需先用NaOH调节溶液pH至12.5，理由是 。
正确答案
（1）C(s)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol—1 （2）c
（3）SO2＋2NO＋4CO
（4）Pb2＋＋H2O
（第（4）题每空2分，其余每空3分，共13分）
（1）根据盖斯定律可知，①＋②＋③即得到C(s)＋O2(g)＝CO2(g) ，所以反应热ΔH＝＋108.5 kJ·mol—1―64 kJ·mol—1―438 kJ·mol—1＝－393.5 kJ·mol—1。
（2）正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，转化率降低；反应前后体积不变，改变压强平衡不移动；催化剂不能影响平衡状态；加入焦炭，能消耗CO2，降低CO2浓度，平衡向正反应方向移动，转化率增大，答案选c。
（3）根据化合价的变化可知，SO2和CO是还原剂，NO是氧化剂，所以根据电子的得失守恒可知，反应的方程式是SO2＋2NO＋4CO
（4）根据图像可知，pH＝6.5时，水解产物是Pb(OH)＋，所以水解方程式是Pb2＋＋H2O
对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．CuOB．Cu（OH）2C．Cu2（OH）2CO3D．CuSO4．
正确答案
（1）在A图中，使铜片上冒H2气泡，则铜片作正极，锌作负极，该电池属于原电池，锌电极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，电极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，
故答案为：原电池；Zn-2e-=Zn2+；2H++2e-=H2↑；
（2）在B图中（a，b都为惰性电极），使a极析出铜，电极材料不能得失电子，所以该装置是电解池，a是阴极，阴极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为：Cu+2e-=Cu 2+，b是阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，所以b电极上有气体生成，电池反应式为：2Cu（NO3）2+2H2O
故答案为：有气体生成；电解池；2Cu（NO3）2+2H2O
（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，a作阴极，b作阳极，阳极连接原电池正极，阴极连接原电池负极，所以锌连接a，铜连接b；
B中阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成铜，导致溶液中氢离子浓度增大，溶液的pH降低，根据“析出什么加入什么”的原则知，B中析出的物质相当于氧化铜，要使溶液恢复原状，应该加入氧化铜，故选A，
故答案为：a；b；降低；A．
A、B、C三种强电解质，它们溶于水在水中电离出的阳离子有K+、Ag+，阴离子有NO3-、OH-（电解质电离的离子有重复）．
图1装置中，甲、乙、丙三个烧杯中依次盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为铂电极．接通电源，经过一段时间后，测得甲中b电极质量增加了43.2g．常温下各烧杯中溶液pH与电解时间t关系如图2．请回答下列问题：
（1）写出三种强电解质的化学式：A______；B______；C______．
（2）写出乙烧杯c电极发生的电极反应为______，甲烧杯中的总反应的化学方程式为______．
（3）计算丙烧杯e电极上生成的气体在标准状况下的体积为______，甲烧杯中溶液体积为400ml，pH=______．
（4）要使甲烧杯中的A溶液恢复到电解前的状态，需要加入的物质是______，其质量为______．
（5）若直流电源使用的是铅蓄电池，铅蓄电池的正极材料是PbO2，负极材料是Pb，电解质溶液时H2SO4，则放电时N级上发生的电极反应为______，M级附近溶液的pH______（选填“升高”或“降低”或“不变”）．铅蓄电池充电时，若阳极和阴极之间用阳离子交换膜（只允许H+通过）隔开，则当外电路通过0.2mol电子时，由阳极室通过阳离子交换膜进入阴极室的阳离子有______mol．
正确答案
A、B、C三种强电解质，它们溶于水在水中电离出的阳离子有K+、Ag+，阴离子有NO3-、OH-（电解质电离的离子有重复）．
接通电源，经过一段时间后，测得甲中b电极质量增加了43.2克，说明b电极是阴极，连接b电极的电源电极为负极，即M为电源正极，N为电源负极；根据离子的放电顺序及图2可知，甲中pH减小，则A为AgNO3，乙中pH不变，则B为KNO3，丙中pH增大，且pH＞7，则C为KOH，
（1）由上述分析可知，A为AgNO3，B为KNO3，C为KOH，故答案为：AgNO3；KNO3；KOH；
（2）c为阳极，氢氧根离子放电，则乙烧杯c电极发生的电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，甲中银离子和氢氧根离子放电，总反应为4AgNO3
故答案为：4OH--4e-=O2↑+2H2O；4AgNO3
（3）丙烧杯e电极上发生4OH--4e-=O2↑+2H2O，甲中b电极发生Ag++e-=Ag，由电子守恒可知4Ag～O2↑，n（Ag）=
（4）由甲中总反应为4AgNO3
故答案为：Ag2O；46.4g；
（5）铅蓄电池的正极材料是PbO2，负极材料是Pb，电解质溶液时H2SO4，放电Pb为负极，负极（N极）反应为Pb-2e-+SO42-=PbSO4，正极（M极）反应为PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O，显然氢离子浓度减小，pH升高，充电时，2H+～2e-，当外电路通过0.2mol电子时，由阳极室通过阳离子交换膜进入阴极室的阳离子有0.2mol，
故答案为：Pb-2e-+SO42-=PbSO4；升高；0.2．
电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的印刷电路板铜箔．某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用下列流程：
（1）写出流程①中回收金属铜时发生反应的离子方程式______．请根据上述反应设计一个原电池，在方框中画出简易装置图（标出相应电极名称、电极材料、电解质溶液）______．
（2）写出图流程③相关反应的化学方程式：______．
正确答案
（1）流程①中回收金属铜时，涉及反应为铁与氯化铜的反应，离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，如将该反应涉及成原电池，则铁为负极，正极可用碳棒，电解质溶液为硫酸铜，装置为
故答案为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu；
（2）流程③为氯气和氯化亚铁的反应，方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl3，故答案为：2FeCl2+Cl2=2FeCl3．
如图，外接电源为Zn-MnO2干电池，甲、乙为相互串联的两个电解池，请回答：
（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，B电极是______极，材料是______A电极反应式为______，电解质溶液可以是______
（2）乙池中Fe极是______极，若滴入少量酚酞试液，开始一段时间后，Fe极附近呈______色，
若C电极材料为石墨，C电极反应式为______
（3）Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液．该电池的负极材料是______，电极反应式为______．
正确答案
（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，粗铜作阳极，B是阳极，所以B的材料是粗铜，A是阴极，为纯铜，A电极上铜离子得电子发生还原反应，电极反应式为：Cu2++2e-═Cu，电解质溶液是可溶性铜盐CuSO4溶液（CuCl2溶液），
故答案为：阳；粗铜；Cu2++2e-═Cu；CuSO4溶液（CuCl2溶液）；
（2）乙池中，铁作阴极，阴极上氢离子放电，同时还有氢氧化钠生成，酚酞试液遇碱变红色，所以铁电极附近呈红色，碳是阳极，阳极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为：2Cl--2e-═Cl2↑，
故答案为：阴；红；2Cl--2e-═Cl2↑；
（3）Zn-MnO2干电池中，锌作负极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-═Zn2+，故答案为：Zn（或锌）；Zn-2e-═Zn2+．
原电池是一种______装置．电子的流动方向是从______极到______极；电流方向是从______极到______极．电工操作中规定，不能把铜线和铝线拧在一起连接线路，这是因为在潮湿的空气中，铜与铝接触形成______，其中铝做______，很快被腐蚀．
正确答案
原电池是一种将化学能转化为电能的装置，在原电池中，电子的流动方向是从负极沿着导线流向正极，电流方向和电子流向相反，即从正极流向负极，铜、铝、潮湿的空气构成的原电池中，金属铝做负极，易被腐蚀．故答案为：将化学能转变为电能的；负；正；正；负；原电池；负极．
在下列几种简单的原电池中，按要求填空：
（1）将锌、铜用导线连接后共同浸入2mol/L的稀硫酸中，正极电极反应式为______，发生______反应（填氧化或还原）；电子从______经外电路到______（填锌或铜），溶液中H+向______移动（填正极或负极），放电一段时间后，正极区pH值______（填变大、变小或不变）．
（2）将铜片和铁片用导线连接后插入三氯化铁溶液中，也有电流通过电流表．画出该电池结构的示意图，在图上标出正、负极，电解质和电子流向
写出负极电极反应式为______，
总反应的离子方程式为______．
（3）将铁片和石墨电极用导线连接后插入氯化钠溶液中，也有电流通过电流表，请写出负极电极反应式______，正极电极反应式为______．
正确答案
（1）该原电池中锌是负极，铜是正极，正极上氢离子得电子生成氢气，发生还原反应；外电路上，电子从负极沿导线到正极，所以电子是从锌经外电路到铜；铜极附近有大量的电子，根据异性电荷相吸，铜极吸引氢离子，所以氢离子向正极移动；正极上氢离子得电子生成氢气，所以氢离子浓度降低，PH值变大．
故答案为：2H++2e-=H2↑； 还原； 锌； 铜； 正极； 变大．
（2）铁是负极，铜是正极，氯化铁是电解质，电子从负极（铁极）沿导线到正极（铜极）．负极上铁失电子生成二价铁离子，正极上三价铁离子得电子生成二价铁离子，正负极上电极反应式相加得电池反应方程式．
故答案为：
Cu-2e-=Cu2+； Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；
（3）铁作负极，石墨作正极，溶液中溶有一定量的氧气，所以负极上铁失电子生成二价铁离子，正极上氧气和水得电子生成氢氧根离子．
故答案为：（-）：2Fe-4e-=2Fe2+； （+）：O2+4e-+2H2O=4OH-
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