- 电解池
- 共5205题
化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用．
（1）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为
Cd+2NiO（OH）+2H2O
已知Ni（OH）2和Cd（OH）2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是______．
①放电时NiO（OH）作负极
②充电时Cd（OH）2发生还原反应
③充电时化学能转变为电能
④放电时化学能转变为电能
（2）废弃的镍镉电池已成为严重的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值．在酸性土壤中这种污染尤为严重，这是因为______．
正确答案
（1）放电时Cd作负极，发生氧化反应生成Cd（OH）2；而充电时Cd（OH）2发生还原反应重新生成Cd，充电过程为电能转化为化学能，放电为化学能转化为电能，故答案为：②④；
（2）物质以离子的形式存在，植物最容易吸收．从镍镉所对应的化合物的水溶性这一角度去分析，因在酸性土壤中Ni（OH）2和Cd（OH）2易溶解变成Ni2+和Cd2+，被植物吸收，造成污染，故答案为：Ni（OH）2和Cd（OH）2能溶于酸性溶液产生有毒的Ni2+和Cd2+．
将锌片和铜片用导线相连浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计，装置如图：
（1）锌片上发生的电极反应：______；铜片上发生的电极反应：______；
（2）若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和铜片洗净干燥后称重，总质量为47g，试计算产生标准状况氢气的体积为多少L？（请写出计算过程）______．
正确答案
1）该原电池中，锌易失电子发生氧化反应而作负极，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，铜作正极，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：Zn-2e-=Zn2+；2H++2e-=H2↑；
（2）负极上锌生成锌离子进入溶液而导致质量减少，正极上氢离子得电子生成氢气，所以正极质量不变，两个电极减少的质量是锌的质量，锌和稀硫酸反应离子方程式为2H++Zn=Zn2++H2↑，
根据锌和氢气之间的关系式得氢气的体积=
故答案为：4.48L．
(10分)试样X由氧化亚铁和氧化铜组成，取质量相等的两份试样按图6所示进行实验：
图6
(1)请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式。
(2)若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后，生成的不溶物W的质量是m，则每份试样X中氧化铜的质量为______________(用m表示)。
正确答案
(1)Fe+Cu2+====Fe2++Cu Fe+2H+====Fe2++H2↑
(2)
(1)Y含FeCl2、CuCl2、HCl,Z含Fe、Cu,Y与Z混合时，Z中的Fe优先与CuCl2按Fe+Cu2+====Fe2++Cu反应完了后，Fe再与HCl按Fe+2H+====Fe2++H2↑反应。
(2)两份试样中铜元素均已经移到了不溶物W中，且W只含Cu，则每份试样中生成的Cu的质量为
图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置．请回答下列问题：
（1）当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为：______．
（2）当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该装置______（填“能”或“不能”）形成原电池，若不能，请说明理由，若能，请指出正、负极______．
（3）燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂（如O2）反应所放出的化学能直接转化为电能．现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，氢气为燃料，采用碱性溶液为电解液；则氢气应通入______极（填a或b，下同），电子从______极流出．a极发生电极反应式为：______．
正确答案
（1）Al、Cu、稀硫酸构成的原电池，金属铝做负极，金属铜为正极，正极发生还原反应，电极反应为：2H++2e-=H2↑，故答案为：2H++2e-=H2↑；
（2）Al、Mg、氢氧化钠溶液能之间．金属铝和氢氧化钠可以发生氧化还原反应，能设计成原电池，失电子的是金属铝，为负极，金属镁为正极，
故答案为：能；镁为正极，铝为负极；
（3）氢氧燃料电池中，燃料氢气需通在负极，正极是氧气得电子，电子从负极流向正极，故答案为：b；b；O2+2H2O+4e-=4OH-．
肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性液体，其燃烧热较大且燃烧产物对环境无污染，故可以用作火箭燃料．
（1）已知：N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67.7kJ/mol
2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1135.7kJ/mol
则32g肼完全燃烧得到气态产物时放出热量______kJ．
（2）肼--空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%-30%的KOH溶液．该电池放电时，正极的电极反应式是______，电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将______（填“增大”、“减小”、“不变”）．
（3）如图是一个电化学装置示意图．用肼--空气燃料电池做此装置的电源．
①如果A为含有锌、银、金三种杂质的粗铜，B为纯铜，C为CuSO4．该装置的实际意义是______．
②如果A是铂电极，B是石墨电极，C是AgNO3溶液，电解的离子方程式为______，若______ 极（填A或B）增重10.8g，该燃料电池理论上消耗______molN2H4．
正确答案
（1）已知①N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67.7kJ/mol，
②2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1135.7kJ/mol，
利用盖斯定律将
n（N2H4）=
则32g肼完全燃烧得到气态产物时放出热量为1mol×534kJ/mol=534kJ，
故答案为：534；
（2）肼--空气燃料电池是一种碱性燃料电池工作时，正极发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，负极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，电池总反应式为N2H4+O2=N2+2H2O，由总反应式可知，反应生成水，OH-浓度减小，则pH减小，
故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；减小；
（3）①如果A为含有锌、银、金三种杂质的粗铜，B为纯铜，C为CuSO4，则电解池工作时，阴极生成铜，阳极消耗粗铜，应为铜的精炼装置，
故答案为：精炼粗铜；
②如果A是铂电极，B是石墨电极，C是AgNO3溶液，在阴极上析出Ag，电极反应式为Ag++e-=Ag，
阳极上OH-被氧化生成O2，电极反应式为4OH-=O2+2H2O+4e-，总反应式为4AgNO3+2H2O
n（Ag）=
故答案为：4AgNO3+2H2O
如图所示是表示两种溶液进行电解的装置：
电极A由金属R制成，R的硫酸盐的化学式为RSO4，B、C、D都是Pt，P和Q是电池的两极，电路接通后，R沉积于电极B上，同时电极C、D上产生气泡．
（1）电池的正极是______．
（2）A电极上的反应式是______．
（3）罩在电极C、D上的两试管中收集到气体的体积比是______．
（4）当电流强度为2A，通电3min13s后，电极B上生成金属R0.127g．已知1mol电子的电量为96500C，则R的相对原子质量为______，它是______（填元素符号）．
（5）将P和Q变换位置接线，使电流方向反过来，电流强度为2A，5min后在B极上看到了______、______两种现象．
正确答案
（1）电路接通后，R沉积于电极B上，说明B电极上得电子发生还原反应，所以B极是电解池的阴极，A极阳极，P是电源的正极，Q是电源的负极，
故答案为：P；
（2）A电极上金属失电子生成金属阳离子而发生氧化反应，电极反应式为R-2e-═R2+，
故答案为：R-2e-═R2+；
（3）C、D电极都是Pt，电解硫酸溶液，C、D分别是电解池的阳极和阴极，分别放出O2、H2，它们的体积比为1：2，故答案为：1：2；
（4）根据Q=It=2A×（3×60+13）s=386C，1mol电子的电量为96500C，所以析出金属时转移电子的物质的量=
故答案为：63.5；Cu；
（5）将P和Q变换位置接线后，B极成为电解池的阳极，在前3min13s原来析出的Cu发生反应Cu-2e-═Cu2+而溶解，后1min47s发生反应4OH--4e-═2H2O+O2↑而产生氧气，所以看到的现象是金属R（Cu）溶解；B极上有气泡逸出，故答案为：金属R（Cu）溶解；B极上有气泡逸出．
（1）现有如下两个反应：
（A）NaOH+HCl=NaCl+H2O（B）2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
①根据两反应本质判断，______能设计成原电池（填“A”或“B”）．
②如果（A或B）不能，说明其原因______．
（2）如图所示装置，烧杯中盛有滴有酚酞的NaCl饱和溶液，C（1）、C（2）为多孔石墨电极．
①接通S1后，两极均有气体生成，C（1）附近溶液显______色．装置内发生的总反应化学方程式为______．
②若有11.7g NaCl发生反应，理论上生成Cl2的体积（标准状况）为______．
③反应一段时间后（电极未脱离液面），断开S1，接通S2，观察到二极管发光．此时：C（2）的电极反应式是______．
正确答案
（1）原电池为自发的氧化还原反应，将化学能转变为电能的装置，NaOH+HCl=NaCl+H2O为中和反应，没有电子转移，不能用来设计原电池，2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2为氧化还原反应，可用来设计成原电池，
故答案为：①B； ②A的反应非氧化还原反应，没有电子转移；
（2）①接通S1后，为电解池装置，电解饱和食盐水，阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，阴极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，总化学方程式为2NaCl+2H2O
C（1）连接电源负极，为电解池阴极，生成大量的OH-，滴加酚酞变红色，
故答案为：红色；2NaCl+2H2O
②n（NaCl）=
则：V（Cl2）=0.1mol×22.4L/mol=2.24L，故答案为：2.24L；
③断开S1，接通S2，为原电池装置，各电极反应与电解池相反，C（2）的电极反应式是Cl2+2e-═2Cl-，
故答案为：Cl2+2e-═2Cl-．
用铜片、锌片和稀硫酸及若干其他器材组合成一个原电池，
（1）从理论上讲，预期看到的现象是______
（2）实验过程中，观察到锌片上有少量气泡冒出，铜片上有大量气泡冒出．试解释：______
（3）该电池的负极发生______反应，正极电极反应方程式为：______
（4）利用Fe+2FeCl3=3FeCl2反应制一个化学电池（给出若干导线、电极材料和电解液自选），画出实验装置图，注明电解质溶液名称和正负极材料．______．
正确答案
（1）金属锌可以和硫酸反应生成氢气，铜片、锌片和稀硫酸构成的原电池中，金属锌为负极，金属铜是正极，氢离子在该极放电，产生大量的氢气，故答案为：铜片上有大量气泡，锌片上无气泡，锌片不断溶解；
（2）锌片上有少量气泡冒出，说明锌片不纯，与所含杂质可以形成许多微型原电池，该原电池中会产生氢气，故答案为：锌片不纯，与所含杂质可以形成许多微型原电池；
（3）铜片、锌片和稀硫酸构成的原电池中，金属锌为负极，原电池的负极发生失电子的氧化反应，正极上发生得电子的还原反应，电极反应为：2H++2e-=H2↑，故答案为：氧化；2H++2e-=H2↑；
（4）Fe+2FeCl3=3FeCl2反应制成的原电池中，失电子的金属铁做负极，比金属铁活泼性弱的金属做正极，电解质一定是氯化铁溶液，实验装置如下：
，故答案为：
．
（Ⅰ）原电池是一种将______能转化为电能的装置．如图所示的原电池中，锌片上发生______反应（填“氧化”或“还原”）．
（Ⅱ）Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器．该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4-SOCl2．电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2．请回答下列问题：
（1）电池的负极材料是______
（2）电池正极发生的电极反应为______；
（3）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是______．
（4）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，生成Na2SO3和NaCl． 如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是______，反应的化学方程式为______．
正确答案
（Ⅰ）原电池是把化学能转变成电能的装置；该原电池中锌片作负极，负极上失电子，发生氧化反应．
故答案为：化学； 氧化；
（Ⅱ）（1）锂的活泼性大于碳的，所以锂作负极．
故答案为：锂；
（2）正极上得电子发生还原反应，根据反应方程式知，SOCl2得电子生成Cl-、S、SO2．
故答案为：2SOCl2+4e-=4Cl-+S+SO2
（3）锂和钠是同一主族的元素，性质具有相似性，钠和空气中的氧气、水蒸气反应，所以锂和空气中的氧气、水蒸气也能反应；SOCl2也可与水反应，所以组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行．
故答案为：锂是活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应．
（4）由NaOH和SOCl2生成Na2SO3和NaCl两种盐知，SOCl2和水生成酸或酸性氧化物，根据原子守恒得，SOCl2和水生成
SO2和HCl，二氧化硫有刺激性气味，HCl遇水蒸气形成小液滴出现白雾，所以实验现象是出现白雾，有刺激性气体生成．
故答案为：出现白雾，有刺激性气体生成； SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑．
（1）被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点．如图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒．当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流．试回答下列问题：
①图中通过负载的电子流动方向______（填“向左”或“向右”）．
②写出氢氧燃料电池工作时电极反应方程式
正极：______，
负极：______，
（2）在由铜片、锌片和200ml稀硫酸组成的原电池中，若H2只在铜片上产生，当在铜片上放出4.48L（标准状况）的H2时，硫酸恰好用完，则产生这些气体消耗的锌为______g，在导线上有______mol电子通过，原稀硫酸的物质的量浓度是______．
正确答案
（1）①根据原电池工作原理，负极上失电子，电子从负极沿外电路流向正极，所以通过负载的电子流动方向是向右．故答案为：向右；
②正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子，发生还原反应，所以电极反应式为2H2O+O2+4e-═4OH-；负极上失电子和氢氧根离子反应生成水，所以电极反应式为2H2+4OH--4e-═4H2O；两极上的电极反应式相加得总反应方程式，所以总反应方程式为2H2+O2═2H2O，故答案为：2H2O+O2+4e-═4OH-；2H2+4OH--4e-═4H2O；
（2）Zn+H2SO4 =ZnSO4 +H2↑
65g 22.4L
13g 4.48L
（2）Zn+H2SO4 =ZnSO4 +H2↑ 转移电子
22.4L 2 mol
4.48L 0.4mol
故答案为0.3；
（3）Zn+H2SO4 =ZnSO4 +H2↑
1mol 22.4L
0.2mol 4.48L
溶液中硫酸的物质的量为0.2mol；
所以稀硫酸的物质的量浓度C=
故答案为：13、0.4、1mol/L．
扫码查看完整答案与解析