- 电解池
- 共5205题
某化学研究小组将锌片和铜片插入某种电解质溶液，锌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，则发生氧化反应的是______极（填“锌”或“铜”，下同），溶液中的H+移向______极，铜极上的电极反应式是______．
（2）若电解质溶液是硫酸铜溶液，铜极上的电极反应式是______，若反应过程中有0.2mol电子发生转移，则电解质溶液质量增加______g．
正确答案
（1）该装置是原电池，锌失电子而作负极，铜作正极，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；原电池放电时，氢离子向正极铜移动，正极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，
故答案为：锌，铜，2H++2e-=H2↑；
（2）该装置中，负极上锌失电子，正极上铜离子得电子生成铜，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu；负极上锌变成锌离子进入溶液，正极上析出铜，所以溶液增加的质量=
故答案为：Cu2++2e-=Cu，0.1．
（1）将一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片逐渐溶解，并有气体产生，再平行地插入一块铜片，可观察到铜片上______（填“有”或“没有”）气泡产生．用导线将锌片和铜片连接起来（如图a所示），可观察到铜片上______ （填“有”或“没有”）气泡产生．
（2）用导线连接灵敏电流计的两端后，再与溶液中的锌片和铜片相连接（如图b所示），观察到灵敏电流计的指针发生偏转，说明导线中有电流通过．从上述现象可以归纳出构成原电池的某些条件是：______，电极反应式是：锌片______；铜片______．
（3）可见，图b是一个将______能转化为______能的装置，被称为原电池．我们也可以用家庭常见的一些仪器和物品，自制一个原电池，请你尝试涉及实验，并将你所设计的原电池简图画在右面的方框内：
所需物品及仪器：______．
实验操作步骤及现象：______．
正确答案
（1）铜片和酸不反应，且铜片上也没有自由电子，所以没有气泡产生；用导线将锌片和铜片连接起来时，锌片失去的电子通过导线传到铜片上，铜片上有自由电子，氢离子得电子生成氢气，所以看到有气泡产生．
故答案为：没有；有．
（2）两个活泼性不同的电极用导线连接起来插到电解质溶液中，有电流产生，由此可总结出原电池构成的某些条件是：两电极要同时插入电解质溶液中，并用导线连接起来形成闭合回路；
电极上的反应是，负极上锌失电子生成锌离子进入溶液，所以电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；
铜片上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑．
故答案为：两电极要同时插入电解质溶液中，并用导线连接起来形成闭合回路；
Zn-2e-=Zn2+；2H++2e-=H2↑．
（3）化学物质通过氧化还原反应产生电流，所以把化学能转变为电能的装置，被称为原电池．
根据原电池的构成条件选取实验物品或仪器：
活泼性不同的电极：铜片、锌片；电解质溶液：水果（或果汁等电解质溶液）；连接电极的材料：导线；检验电流的产生：灵敏电流计（或小灯泡等）．
将活泼性不同的锌片和铜片同时插入电解质溶液中，用导线连接两电极，灵敏电流计和锌片，锌片失电子生成锌离子，电子通过导线到达电流计，可以看到电流表指针发生偏转（或小灯泡发光），说明有电流产生，即形成了原电池．
故答案为：化学能，电；水果（或果汁等电解质溶液）、铜片、锌片、导线、灵敏电流计（或小灯泡等）；
；
将铜片和锌片同时插入水果中，用导线连接铜片、灵敏电流计和锌片，可以看到电流表指针发生偏转（或小灯泡发光），即形成了原电池．
（1）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是______．
A．C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H＞0
B．NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）△H＜0
C．2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H＜0
（2）以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其负极反应为：______．
正确答案
（1）A．C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H＞0，为氧化还原反应，但为吸热反应，不能设计为原电池，故A错误；
B．NaOH（aq）+HC1（aq）=NaC1（aq）+H2O（1）△H＜0，不属于氧化还原反应，不能设计为原电池，故B错误；
C．2H2（g）+O2（g）=2H2O（1）△H＜0，为氧化还原反应，为放热反应，能设计为原电池，故C正确；
故答案为：C；
（2）以KOH溶液为电解质溶液，氢氧燃料碱性电池中，负极上氢气失去电子，负极反应为H2+2OH--2e-=2H2O，故答案为：H2+2OH--2e-=2H2O．
如图所示的电解装置中，乙池盛有20OmL饱和CuSO4溶液，丙池盛有2OOmL饱和NaCl溶液．通电一段时间后，C极增重0.64g，则：
（1）P是电源的______极．
（2）甲池中，A极的质量______（填“增加”或“减少”）______g．电解一段时间，甲池溶液的pH______（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）D极的电极反应式为______，丙池电解反应的离子方程式为______，相同状况下，D电极与E电极产生的气体体积比为______．
（4）电解后，乙、丙电池中溶液的pH分别为乙______、丙______（设溶液体积不变，温度为室温，也不考虑溶液的水解）．
（5）若乙池溶液通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1mol的Cu（OH）2后恰好恢复到电解前的浓度．则电解过程中转移电子的数目为______．（用NA表示）
正确答案
（1）乙池盛有20OmL饱和CuSO4溶液，C极增重0.64g，则C极发生Cu2++2e-=Cu，即C极为阴极，由图可知，P为负极，故答案为：负；
（2）甲中A电极发生Ag++e-=Ag，则A电极质量增加，由Cu～2e-～2Ag，则Ag的质量为
故答案为：增加；2.16；不变；
（3）乙中D为阳极，发生的电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑，丙中发生2NaCl+2H2O
由电子守恒可知O2～2H2，则D电极与E电极产生的气体体积比为1：2，
故答案为：4OH--4e-=2H2O+O2↑；2Cl-+2H2O
（4）由电子守恒可知，乙中Cu～H2SO4，则c（H+）=
故答案为：1；13；
（5）乙池溶液通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1mol的Cu（OH）2后恰好恢复到电解前的浓度，发生2CuSO4+2H2O
由Cu（OH）2
下列叙述中正确的是（ ）
①锌跟稀硫酸反应的制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率；②镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）铁更易被腐蚀；③电镀时，应把待镀件置于电解槽的阴极；④用电解法精炼精铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极；⑤钢铁吸氧腐蚀时的正极反应式为2H2O+O2-4e-=4OH-．
正确答案
①锌跟稀硫酸反应的制取氢气，加入少量硫酸铜溶液后，金属锌可以置换金属铜，形成原电池，原电池能加速负极金属和电极质的反应速率，故①正确；
②白铁（镀锌的铁）中，镀层破损后，Zn为负极，被腐蚀的是Zn，Fe被保护，马口铁（镀锡的铁）中，Fe为负极，被腐蚀的是Fe，Zn被保护，所以镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）铁更耐腐蚀，故②错误；
③根据电镀原理中，镀件作阳极，待镀件置于电解槽的阴极，故③正确；
④用电解法精炼精铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，故④正确；
⑤钢铁吸氧腐蚀时的正极发生氧气得电子的反应，即2H2O+O2+4e-=4OH-，故⑤正确．
故选B．
A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的硫酸铜溶液．D为电解池，其中电极材料均为惰性物质，通过导线与直流电源相连．实验开始时，同时在XY两边各滴入几滴酚酞试液，X极附近首先变红．
请回答以下问题：
（1）B中Cu极电极反应式为______．
（2）A、B、C三个烧杯中Fe的反应速率最快的是______．
（3）若C中被腐蚀金属的质量是32.5g，则反应中转移的电子的物质的量是______．
（4）D中直流电源a为______极．
（5）电池D中N极上的电极反应式为：______．
（6）D中在M、N、X、Y各电极上析出生成物的物质的量之比为______．
正确答案
A是金属铁直接和硫酸铜之间的反应，B是原电池，金属铁为负极，金属铜为正极，C为原电池，金属锌是负极，金属铁是正极，D中在XY两边各滴入几滴酚酞试液，X极附近首先变红，说明X附近是氢离子放电了，所以X极是阴极，所以Y极是阳极，b极是电源的正极，a极是电源的负极，M极是阴极，N是阳极．
（1）B中Cu极为正极，发生铜离子得电子的还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故答案为：Cu2++2e-=Cu；
（2）金属的腐蚀速率：原电池的负极腐蚀速率＞化学腐蚀＞原电池的正极腐蚀速率，即反应速率最快的是B，故答案为：B；
（3）C中负极反应是：Zn-2e-→Zn2+，被腐蚀金属锌的质量是32.5g即0.5mol时，转移电子数是1mol，故答案为：1mol；
（4）M极是阴极，a极是电源的负极，故答案为：负；
（5）电池D中N极是阳极，氯离子发生失电子的氧化反应，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；
（6）D中在M、N、X、Y各电极上的电极反应分别为：M、Cu2++2e-→Cu，N、2Cl-→Cl2↑+2e-，X、2Cl-→Cl2↑+2e-，Y、2H++2e-→H2↑，当转移电子的物质的量相等时，生成物的物质的量也相等，所以生成物的物质的量之比为1：1：1：1，故答案为：1：1：1：1．
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
请回答：
（1）甲池是______池，通入O2的电极作为______极，电极反应式为______．
（2）乙池是______池，A电极名称为______极，电极反应式为______．乙池中的总反应离子方程式为______，溶液的pH______（填“增大”．“减小”或“不变”）．
（3）当乙池中B（Ag）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）甲为原电池，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极方程式为O2+2H2O+4e-═4OH-，
故答案为：原电；正；O2+2H2O+4e-═4OH-；
（2）乙为电解池，A与原电池正极相连，为电解池的阳极，发生氧化反应，电极方程式为4OH--4e-═O2↑+2H2O，电解硝酸银溶液，阳极生成氧气，阴极生成银，电解总反应式为4Ag++2H2O
故答案为：电解；阳；4OH--4e-═O2↑+2H2O；4Ag++2H2O
（3）乙池中B极发生还原反应，电极方程式为Ag++e-=Ag，n（Ag）=
由电极方程式O2+2H2O+4e-═4OH-可知消耗
故答案为：280．
甲、乙两池电极材料如图所示．
请按要求回答下列问题：
（1）若两池中均为CuSO4溶液，反应一段时间后：①有红色物质析出的是：甲池中的______棒（填“铁”或“碳”）、乙池中的______极（填“阴”或“阳”）；
②乙池中阳极电极反应式是______．
（2）若两池中均为足量饱和NaCl溶液：
①写出乙池中总反应的化学方程式______；
若电极上转移0.2mole-，则阴极上生成______mol气体；再加入______（填化学式）可恢复到原来浓度．
②甲池中碳极上电极反应式是______，其原理与金属的______腐蚀原理相同；若要防止铁的腐蚀可采取的措施为______（填序号）．
a．将甲图碳棒换成铜棒
b．碳棒换成锌棒
c．在铁、碳之间连接一个直流电源，把铁接到负极上
d．把铁接到直流电源的正极上．
正确答案
（1）①甲池为原电池，原电池中活泼金属做负极，发生氧化反应，碳棒做正极，有Cu析出，乙池为电解池，阴极发生还原反应有Cu析出，故答案为：碳；阴；
②电解质溶液中的铜离子在原电池正极析出，在电解池阴极析出；惰性电极电解硫酸铜溶液，阳极氢氧根离子放电生成氧气，电极反应为4OH-4e-=2H2O+O2↑，
故答案为：4OH-4e-=2H2O+O2↑；
（2）①若电解质溶液为饱和氯化钠溶液，则乙池就是用惰性电极电解氯化钠溶液，方程式为2NaCl+2H2O
若电极上转移0.2mole-，则阴极生成0.1mol氢气，阳极生成0.1mol氯气，若要恢复电解质溶液浓度，只需加入0.2molHCl即可，
故答案为：2NaCl+2H2O
②甲池中碳棒为正极，发生还原反应，氧气得到电子生成氢氧根，与吸氧腐蚀的电极反应相同，用电化学方法防止金属腐蚀就要让被保护的金属做原电池的正极或电解池的阴极．
故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；吸氧；b、c．
（1）原电池反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可设计成原电池是______，理由是______．
A．C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H＞O
B．C（s）+CO2（g）=2CO（g）△H＞O
C．CaC2（s）+2H2O （g）=Ca（OH）2（l）+C2H2（g）△H＜O
D．CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H＜O
（2）以KOH溶液为电解质溶液，依据（1）所选反应设计一个原电池，其负极反应式为______；
以H2SO4溶液为电解质溶液，将（1）中D选项的CH4改为C6H12O6，其负极反应式为______．
（3）电解原理在化工上有着广泛的应用，现将你设计的原电池通过导线与右图中的电解池相连，其中a为电解质溶液，X和Y为两块电极板，则：
①若X和Y均为惰性电极，a为饱和的NaCl溶液，则检验Y电极产物的方法是______；
②若X和Y分别为石墨和铁，a仍为饱和的NaCl溶液，则阳极反应式为______；
③若X和Y均为惰性电极，a为CuSO4溶液，电解一段时间后，向所得溶液中加入0.1mol的Cu（OH）2，恰好使溶液恢复电解前的浓度和PH，则电解过程中阳极产生的气体体积（标况下）为______．
正确答案
（1）能构成原电池的条件之一是：该反应是放热反应，即△H＜O，且该反应必须是能自发进行的氧化还原反应．
A、该反应是吸热反应，故错误．
B、该反应是吸热反应，故错误．
C、该反应不是氧化还原反应，故错误．
D、该反应是放热反应且是能自发进行的氧化还原反应，故正确．
故答案为：D；理由是：该反应既是放热反应，又是自发的氧化还原反应．
（2）碱性条件下，甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4+10OH--8e=CO32-+7H2O；
酸性条件下，C6H12O6失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为 C6H12O6-24e+6H2O=6CO2+24H+．
故答案为：CH4+10OH--8e=CO32-+7H2O； C6H12O6-24e+6H2O=6CO2+24H+．
（3）①当石墨作电极时，阳极Y上氯离子失电子生成氯气，氯气有氧化性能和碘离子发生置换反应生成碘单质，淀粉遇碘变蓝色，所以检验氯气的方法是将湿润的淀粉KI试纸靠近Y极支管口处，试纸变蓝，说明有氯气生成．
故答案为：将湿润的淀粉KI试纸靠近Y极支管口处，试纸变蓝，说明有氯气生成．
②当较活泼的金属铁作阳极时，金属铁失电子生成二价铁离子，电极反应式为Fe-2e=Fe 2+．
故答案为Fe-2e=Fe 2+．
③根据“电解出什么物质加入什么物质”的方法知，加入Cu（OH）2相当于加入CuO．H2O，所以发生电解时分两段，一段是生成氧气和铜，一段是生成氢气和氧气．
当生成氧气和铜时，根据原子守恒知：0.1mol的Cu（OH）2相当于有0.1molCuO，所以生成0.05mol氧气；
0.1mol的Cu（OH）2相当于有0.1molH2O，电解0.1mol水生成0.05mol氧气．
所以阳极上产生的氧气的体积=（0.05+0.05）mol×22.4L/mol=2.24L．
故答案为：2.24L．
利用铜、锌片和200mL稀硫酸组成原电池，将化学能转化为电能，当硫酸全部被消耗完时，铜片上共产生3.36L（标准状况）气体．试计算：
（1）导线里通过的电子的物质的量为______；
（2）原稀硫酸溶液中H+的物质的量浓度为______．
正确答案
原电池的两个电极发生的电极反应是：正极：2H++2e-→H2↑，负极：Zn→Zn2++2e-，
铜片作正极产生3.36L（标准状况）氢气，即0.15mol的氢气，所以转移的电子为0.3mol，
溶液中的氢离子有0.3mol，所以原稀硫酸溶液中H+的物质的量浓度=
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