- 电解池
- 共5205题
将铜片、锌片和250mL稀硫酸组成的原电池，假设锌片只发生电化学腐蚀．当在铜片上放出6.72L（标准状况下）的气体时，H2S04恰好反应完全．
（1）该原电池的负极反应式为______
（2）原稀硫酸的物质的量浓度是______mol•L-1
（3）列式计算锌片减少的质量．
正确答案
（1）该原电池中较活泼的金属锌作负极，负极上锌失电子发生氧化反应生成锌离子进入溶液，正极上氢离子得电子生成氢气，所以负极上的电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，电池反应式为：Zn+2H+=Zn2++H2↑．
故答案为：Zn-2e-=Zn2+．
（2）设硫酸的物质的量浓度是C．
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
1mol22.4L
0.25Cmol 6.72L
C=1.2mol/L．
故答案为：1.2．
（3）设锌减少的质量为m．
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65g 22.4L
m6.72L
m=19.5g
故答案为：19.5g．
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）请回答下列电极的名称：B（石墨）电极的名称是______．
（2）写出电极反应式：
通入O2的电极的电极反应式是______．
A（Fe）电极的电极反应式为______，
（3）乙池中反应的化学方程式为______．
（4）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2______mL（标准状况下）
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B石墨电极是阳极．
故答案为：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；石墨与原电池的正极相连，所以石墨电极是阳极该电极上发生氧化反应，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；铁电极是阴极，该电极上银离子得电子发生还原反应，电极反应为：4Ag++4e-=4Ag；
故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；4Ag++4e-=4Ag；
（3）乙池中离子放电顺序为：阳离子 Ag+＞H+，阴离子OH-＞NO3 -，阴极电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；阳极电极反应为：4Ag++4e-=4Ag；依据电子守恒和电解的实质写出化学方程式：4AgNO4+2H2O 
（4）乙池中A（Fe）极是阴极，阴极的质量增加5.40g是银，根据得失电子数相等，氧气与银的关系式为：
O2--------4Ag
22.4L （ 4×108 ）g
280mL 5.40g
故答案为：280．
如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和l00g 10.00%的K2SO4溶液．电极均为石墨电极．
（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.37%，乙中c电极质量增加．据此回答问题：
①电源的N端为______极．
②电极b上发生的电极反应为______．
③电解前后乙溶液 pH______（填“增大”、“减小”或“不变”），丙溶液 pH=______．
④电极b上生成的气体在标准状况下的体积______；电极c的质量增加了______g．
（2）写出乙溶液中的电解反应的离子方程式：______．
正确答案
（1）①该装置是电解池，接通电源，经过一段时间后，乙中c电极质量增加，说明C电极是电解池阴极，则d电极是阳极，连接电解池阳极的原电池电极是正极，所以N是原电池正极．
故答案为：正极．
②电解氢氧化钠溶液时，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑．
故答案为：4OH--4e-=2H2O+O2↑．
③电解硫酸铜溶液时，阴极上析出铜，阳极上析出氧气，导致溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，溶液呈酸性，所以溶液的pH值变小；电解硫酸钠溶液时，阴极上析出氢气，阳极上析出氧气，实际上电解的是水，硫酸钠溶液的浓度增大，但溶液的pH值不变．
故答案为：减小；不变．
④l00g 10.00%的K2SO4溶液电解一段时间后K2SO4浓度变为
故答案为：2.24L；12.8g．
（2）电解硫酸铜溶液时阴极上析出铜，阳极上析出氧气，2Cu2++2H2O
（1）有人研究证明：使用氯气作自来水消毒剂，氯气会与水中有机物反应，生成如CHCl3等物质，这些物质可能是潜在的致癌致畸物质。目前人们已研发多种饮用水的新型消毒剂。下列物质不能作自来水消毒剂的是_________（填序号）。
A.硫酸铜 B.二氧化氯 C.臭氧 D.硫酸亚铁
（2）高铁（VI）酸盐（如Na2FeO4）是新一代水处理剂。其制备方法有：次氯酸盐氧化法（湿法）和高温过氧化物法（干法）等。湿法是在碱性溶液中用次氯酸盐氧化铁（III）盐，写出该法的离子方程式：
__________________。
（3）用高铁（VI）酸盐设计的高铁（VI）电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，放电时的总反应：3Zn+2K2FeO4+8H2O→3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
①写出正极发生的电极反应式：_________________。
②用高铁（VI）电池作电源，以Fe作阳极，以Cu作阴极，对足量KOH溶液进行电解，当电池中有0.2mol
K2FeO4反应时，则在电解池中生成H2_________L（标准状况）。
③下表列出了某厂排放的含锌废水中的含量及国家环保标准值的有关数据
该厂只用调节pH处理废水，当调整为pH＝7时，此时废水中Zn2+的浓度为_______mg/L，_______（填“符合”或“不符合”）国家环保标准。（常温下，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10-17）
正确答案
（1）AD
（2）①10OH-+3ClO-+2Fe3+=3Cl-+2FeO42-+5H2O
（3）①FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-；②6.72；③78；不符合
一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应式”，一个是“还原反应式”．如2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，可拆写为氧化反应式：Cu→Cu2++2e-，还原反应式：2Fe3++2e-→2Fe2+．并由此实现了化学能与电能的相互转化．据此，回答下列问题：
（1）将反应Zn+2H+═Zn2++H2↑拆写为两个“半反应式”：其中，氧化反应式为：______．
（2）由题（1）反应，设计成原电池如图所示：若电极a为Zn，电极b可选择材料：______（只填一种）；电解质溶液甲是______；电极b处的电极反应式：______．
（3）由反应2H2+O2
（4）以惰性材料为电极，电解100mL pH=6的硫酸铜溶液，当电解池内溶液的pH为1时，电极上析出的铜的质量为______（忽略电解前后溶液体积的变化）．
正确答案
（1）根据方程式知，锌失电子发生氧化反应，所以其反应式为：Zn=Zn2++2e-，
故答案为：Zn=Zn2++2e-；
（2）反应Zn+2H+═Zn2++H2↑，若电极a为Zn，电极b为不如锌活泼的金属或导电的非金属，如铜等，电极和相应的电解质溶液含有相同的阳离子，可以是硫酸锌溶液，正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：Cu，ZnSO4，2H++2e-=H2↑；
（3）由反应2H2+O2
故答案为：负极：2H2-4e-=4H+，正极：O2+4H++4e-=2H2O；
（4）设析出铜的质量是x，
电解硫酸铜溶液的方程式为：2Cu 2++2H2O
128g 4mol
x 0.1mol/L×0.1L
x=
答：电极上析出的铜的质量为0.32g．
在铜-锌原电池中，理论上应观察到的现象是：铜片上：______锌片上：______．此时原电池的电极反应式是：正极：______负极：______．但在实际实验中，锌片上也有______、表面变黑等现象，其原因是______．
在相同温度下，同样大小的混有碳粒等杂质的锌比纯锌与同浓度同体积的稀硫酸反应的速率______（选填“要快”、“要慢”、“相等”、“无法确定”），其微观解释是______．
正确答案
该原电池中，铜片上，氢离子得电子生成氢气，所以看到的现象是：表面产生大量气泡；锌片上，锌失去电子生成锌离子进入溶液，锌片逐渐溶解，所以看到的现象是：表面无气泡，但锌片逐渐溶解；铜片作正极，锌片作负极，正极上的电极反应式为：2H++2e-=H2↑；负极上的电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；
但在实际实验中，由于锌不纯，混有碳等杂质，锌、碳、稀硫酸构成微小的原电池，且锌、碳混在一起，所以看到锌片上有气泡、表面变黑等现象；
在相同条件下，粗锌比纯锌反应速率快，氢离子在锌片上得电子生成氢气，首先要克服锌离子对它的排斥力，在在铜片上得电子生成氢气，而是通过静电引力，相对叫容易些，所以在相同条件下纯锌比纯锌反应速率快．
故答案为：表面产生大量气泡；表面无气泡，但锌片逐渐溶解；2H++2e-=H2↑；Zn-2e-=Zn2+；气泡；锌不纯，混有碳等杂质，本身在稀硫酸中形成许多微电池；要快；氢离子不需要克服锌离子对它的排斥力到锌片上得电子，而是通过静电引力到铜片上得电子．
A、B、C、D、E五种物质是由常见元素组成，A由两种元素组成，且A中两种元素的质量比为7∶8。A和B在高温条件下反应生成C和D，C为无色气体，在标准状况下的密度约为2.86g∙L－1。以A为原料生产E。
⑴写出A的化学式：
⑵A和B的反应中，还原剂与氧化剂的物质的量之比为 ，
⑶某人设想用右图所示装置利用电化学原理生产E，则N电极是 极；写出M电极的电极反应式： 。
⑷当图中的C与O2被活性炭吸附时，也能发生反应生成F，为研究此反应，将C和O2放入体积为2L的恒容密闭容器中，在500℃时发生反应，反应过程中的能量变化如下图所示，反应物物质的量和时间的变化如下表所示：
①该反应的ΔH 0反应从起始至2min内的平均反应速率v(C)＝ ；
500℃时，此反应化学平衡常数K的值为 。
②第6min时，向容器中再充入0.002molO2，同时将反应体系的温度改变为T，反应至10min时重新达到平衡，此时测得c(C)＝0.006mol∙L－1，则温度T （填“＞”或“＜”）500℃。
正确答案
⑴ FeS2 ⑵ 11∶4， ⑶正极；SO2－2e－＋2H2O＝SO42－＋4H＋。
⑷①＜； 0.018mol·L－1·min－1； 8000 ②＞
（1）在标准状况下的密度约为2.86g∙L－1，则C的相对分子质量是2.86×22.4＝64，所以C是SO2。所以根据A的组成可知，A是FeS2。
（2）FeS2在反应中失去3-2＋（4＋1）×2＝11个电子，而氧气只能得到4个电子，所以根据电子得失守恒可知，还原剂与氧化剂的物质的量之比为11∶4。
（3）原电池中负极失去电子，正极得到电子，N极通入氧气，所以N是正极。SO2在M极通入，电极反应式为SO2－2e－＋2H2O＝SO42－＋4H＋。
（4）①根据图像可知，反应物的能量高于生成物的能量，所以是放热反应，△H小于0。2min内SO2的变化量是0.108mol－0.036mol＝0.072mol，所以其反应速率是0.072mol÷2L÷2min＝0.018mol·L－1·min－1。平衡时SO2和氧气的浓度分别是0.006mol/L、0.008mol/L，生成SO3是0.054mol/L－0.006mol/L＝0.048mol/L，所以平衡常数为
②增大氧气浓度平衡向正反应方向移动，但最终平衡后SO2浓度不变，说明改变温度应该是升高温度，平衡向逆反应方向移动。
如图是Cu-Zn原电池的示意图，回答有关问题：
（1）锌极是______极，发生______反应；
（2）铜极是______极，发生______反应；
（3）电池的总反应式是______．
正确答案
（1）锌比铜活泼，为原电池的负极，发生氧化反应，故答案为：负；氧化；
（2）铜为该原电池的正极，发生还原反应，故答案为：正；还原；
（3）正极反应为Cu2++2e-=Cu，负极反应为Zn-2e-=Zn2+，可得总反应为Zn+Cu2+=Zn2++Cu，故答案为：Zn+Cu2+=Zn2++Cu．
如图所示装置中，b电极用金属M制成，a、c、d为石墨电极，接通电源，金属M沉积于b极，同时a、d电极上产生气泡．试回答：
（1）a为______极，d极的电极反应式为：______．
（2）电解开始时，在B烧杯的中央滴几滴淀粉溶液，你能观察到的现象是______．电解进行一段时间后，罩在c极上的试管中也收集到了气体，此时c极上的电极反应为：______．
（3）当d电极上收集到44.8ml气体（标准状况）时停止电解，若b电极上沉积金属M的质量为0.432g，则此金属的摩尔质量为______．
正确答案
（1）1）接通电源，金属M沉积于b极，同时a、d电极上产生气泡，则b为阴极，M离子在阴极放电生成金属单质，则a为阳极，d为阴极，氢离子放电，电极反应为2H++2e‑=H2↑，
故答案为：阳极；2H++2e‑=H2↑；
（2）B中I-在c极上放电生成碘单质，遇淀粉变蓝，则观察到c极附近溶液颜色变为蓝色，电解一段时间后，OH-也放电，电极反应为4OH--4e_=2H2O+O2↑，
故答案为：c极附近溶液颜色变为蓝色；4OH--4e_=2H2O+O2↑；
（3）由H2～2e-～2M可知，n（H2）=
如图所示是原电池的装置图（A为电流表）．请回答：
（1）若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且做负极，则A电极上发生的电极反应式为______；反应进行一段时间后溶液C的pH将______（填“升高”、“降低”或“基本不变”）．
（2）若C为CuSO4溶液，A电极材料为Zn，B电极材料为石墨，电流表指针发生偏转，此时B为______极，反应一段时间后B电极上能够观察到的现象是______．
（3）若C为NaOH溶液，A电极材料为Al，B电极材料为Mg，负极上发生的电极反应式为______．
正确答案
（1）若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且做负极，电极反应为Fe-2e-=Fe2+，A为正极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为：2H++2e-=H2↑；氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，溶液PH升高；
故答案为：2H++2e-=H2↑；升高；
（2）若C为CuSO4溶液，A电极材料为Zn，B电极材料为石墨，电流表指针发生偏转，说明是原电池反应，A电极为负极，B电极溶液中铜离子得到电子生成红色铜；
故答案为：正，B上生成一种红色物质；
（3）若C为NaOH溶液，A电极材料为Al，B电极材料为Mg，组成原电池，铝做原电池负极，电极反应氯失电子生成的铝离子在过量氢氧化钠溶液中反应生成偏铝酸钠，电极反应为：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O，镁做原电池正极，电极反应是O2+2H2O+4e-=4OH-，
故答案为：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O．
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