- 电解池
- 共5205题
第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮．汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态．
（1）混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油（以辛烷C8H18计）和氧气充分反应，生成lmol水蒸气放热569.1kJ．则该反应的热化学方程式为 ．
（2）混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属（以M表示）为负极，碱液（主要为KOH）为电解质溶液．镍氢电池充放电原理示意如图1，其总反应式为：H2+2NiOOH 
（3）Cu2O是一种半导体材料，可通过图2的电解装置制取，电解总反应为：2Cu+H2O
（4）远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的 腐蚀．为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的 极（填“正”或“负”）相连．
正确答案
氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛（TiO2）表面作用使海水分解得到氢气的新技术2H2O 
（1）分解海水时，二氧化钛的作用是______；生成的氢气用于燃料电池时，______能转变为______能；分解海水的反应属于______反应（填“放热”或“吸热”）．
（2）某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应为：
A极：H2+O2--2e-=H2O，B极：O2+4e-=2O2-．
则A极是电池的______极，电子从该极______（填“流入”或“流出”）．
正确答案
（1）水难以分解，在二氧化钛（TiO2）表面作用使海水分解得到氢气，并用激光提供能量，则说明二氧化钛起到催化剂的作用，该反应吸热，燃料电池是将化学能转变为电能的装置，故答案为：催化剂；化学；电；吸热；
（2）氢气具有还原性，在负极上被氧化而失去电子，电子从负极经外电路流向正极，故答案为：负；流出．
（1）我国首创的海洋电池，总反应为：4Al+3O2+6H2O═4Al（OH）3，负极为______，负极发生______反应（填“氧化”或“还原”），负极反应______；正极为铂网，______ （填“电子”或“电流”）从铂极流出；海水为电解质溶液，海水中的Na+移向______ （填“正极”或“负极”）．
（2）航天技术使用氢氧电池具有高能、轻便，不污染优点，氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式均可表示为：2H2+O2═2H2O．酸式氢氧燃料电池的电解质是酸，其负极反应为：2H2-4e-═4H+，则正极反应为______；碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示为：O2+2H2O+4e-═4OH-，则负极反应为：______．
（3）蓄电池Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O放电时，正极电极反应式______，当电路中通过0.5mol电子时，消耗H2SO4的物质的量______，负极增重______g．
正确答案
（1）根据反应方程式知，活泼的金属作负极，所以负极是Al，负极失电子发生氧化反应；正极为铂网，电子从负极经外电路到正极，电流正好相反，从正极经外电路到负极；正极上聚集大量电子，根据异性相吸，所以钠离子移向正极．
故答案为：Al；氧化；电流；正极．
（2）酸式氢燃料电池的电解质是酸、
电池总反应式均可表示为：2H2+O2=2H2O①
其负极反应为：2H2-4e-=4H+ ②，
则正极反应为 ①-②，即O2+4e-+4H+=2H2O；
碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，
其正极反应表示为：O2+2H2O+4e-=4OH-③，
则负极反应为①-③，即2H2-4e-+4OH-=4H2O
故答案为：O2+4e-+4H+=2H2O； 2H2-4e-+4OH-=4H2O
（3）放电时，该装置是把化学能转化为电能，所以是原电池．原电池中正极上得电子发生还原反应，二氧化铅得电子和硫酸根离子、氢离子反应生成硫酸铅和水，所以电极反应式为：PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O
设消耗硫酸xmol
PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O 转移电子
Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O 转移电子
2mol 2mol
x mol 0.5mol
所以x=0.5mol．
设负极增重yg．
负极电极反应式为：Pb+SO42--2e-=PbSO4 转移电子 负极增重质量（硫酸铅-铅）
2mol 96g
0.5mol yg
y=24g
故答案为：PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O；0.5mol；24．
（1）今有H2、O2、KOH溶液构成燃料电池，则正极通的气体应是______，负极电极反应式为______．如把H2改为CH4，还是用KOH作导电解质，则电极反应式分别为正极：______、负极：______．
（2）
①某一资料中记载着可以用电解KI水溶液的方法进行KIO3的工业化生产的信息，总的电解反应方程式为：KI+3H2O=KIO3+3H2↑．椐此推测：阳极反应式是______；阴极反应式是______．
②一位学生想用氢氧燃料电池来作电解KI水溶液进行KIO3的工业化生产的电源，工业生产1molKIO3，理论上需提供标准状况下的O2______L，H2______L．
正确答案
（1）在碱性氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为负极，电极反应为H2-2e-+2OH-=H2O，通入氧气的一极为正极，电极反应为O2+2H2O+4e-═4OH-，如把H2改为CH4，还是用KOH作导电解质，则通入甲烷的一极为负极，电极反应为CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O，通入氧气的一极为正极，电极反应为O2+2H2O+4e-═4OH-，
故答案为：O2；H2+2OH--2e-═2H2O；O2+2H2O+4e-═4OH-；CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O；
（2）①总的电解反应方程式为：KI+3H2O=KIO3+3H2↑，在阳极上发生氧化反应，电极反应式为I--6e-+3H2O═IO-3+6H+，阴极发生还原反应，电极反应式为6H2O+6e-═3H2↑+60H-，
故答案为：I--6e-+3H2O═IO-3+6H+；6H2O+6e-═3H2↑+60H-；
②工业生产1molKIO3，需转移电子的物质的量为6mol，根据O2+2H2O+4e-═4OH-，需要O2的物质的量为1.5mol，
则体积为1.5mol×22.4L/mol=33.6L，
根据H2-2e-+2OH-=H2O，需要H2的物质的量为3mol，体积为3mol×22.4L/mol=67.2L，
而电解时阴极反应为6H2O+6e-═3H2↑+60H-，
工业生产1molKIO3，在阴极上生成H2的物质的量为3mol，体积为3mol×22.4L/mol=67.2L，
所以不需要另外补充氢气，
故答案为：33.6； 0．
（1）用锌片、铜片和稀盐酸组成的原电池，正极的电极反应式为______，负极的电极反应式为______，原电池的总反应是______；当有6.5g锌溶解时，则在标准状况下，放出的氢气的体积为______，转移的电子数为______摩尔，溶液的酸性______（填“增强”或“减弱”）．
（2）选用下列试剂和仪器设计一个原电池．画出装置图．标明原电池的正极、负极、电解质溶液，并写出正极、负极的电极反应．
试剂：铜片、铁片、银片、镁条、硫酸铜溶液、硝酸银溶液．
仪器：烧杯、导线、铁夹（若还需其它仪器可自己补充）
正确答案
（1）正极上氢离子得电子生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑；负极上锌失电子变成离子进入溶液，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+；所以电池反应式为Zn+2H+=Zn2++H2↑．
Zn+2H+=Zn2++H2↑ 转移电子
65g 22.4L 2mol
6.5g 2.24L 0.2mol
所以生成气体的体积为2.24L，转移电子为0.2mol
随着反应的进行，溶液中的氢离子得电子生成氢气，所以溶液中的氢离子浓度降低，溶液的酸性减弱．
故答案为：2H++2e-=H2↑； Zn-2e-=Zn2+；Zn+2H+=Zn2++H2↑；2.24L； 0.2mol；减弱．
（2）根据原电池的构成条件设计原电池，可选铜片、银片作电极，硝酸银溶液作电解质溶液．
负极上铜失电子变成铜离子，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+ 正极上银离子得电子生成银，电极反应式为2Ag++2e-=2Ag
故答案为：
（-）Cu-2e-=Cu2+
（+）2Ag++2e-=2Ag
如图甲乙丙三个烧杯依次分别盛放氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、硫酸钾溶液，电极均为石墨电极，通电一段时间，乙中c电极质量增加64克，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电极b上生成的气体在标准状况下的体积______升；
④电极e上生成的气体在标准状况下的体积______升．
正确答案
（1）乙中盛有硫酸铜溶液，电极均为石墨电极，通电一段时间，乙中c电极质量增加，所以c极是阴极，d极是阳极，e极是阴极，f极是阳极，和阳极相连的是电源的正极，所以电源的N端是正极，故答案为：正；
（2）M是电源的负极，所以A是阴极，b是阳极，电介质为氢氧化钠溶液，所以阳极上放电的是氢氧根离子，电极反应为40H--4e-═2H2O+O2↑，故答案为：40H--4e-═2H2O+O2↑；
（3）电极c上的电极反应为：Cu2++2e-→Cu，该电极质量增加64克，即1mol金属铜时，转移电子为2mol，电极b上的电极反应为：40H--4e-═2H2O+O2↑，当转移电子为2mol时，生成氧气的物质的量为0.5mol，所以体积是0.5mol×22.4L/mol=11.2L，故答案为：11.2；
（4）e极是阴极，电极反应为：2H++2e-→H2↑，当转移电子为2mol时，生成氢气的物质的量为1mol，所以体积是1mol×22.4L/mol=22.4L，故答案为：22.4．
按右图所示装置，以石墨为电极电解氯化铜溶液．
（1）阴极为______（“A”或“B”），阴极电极反应式______．
（2）如要用电解的方法精炼铜，电解液选用CuSO4溶液，则阳极的材料是______（填写“粗铜”或“纯铜”），阳极电极反应式为______．
正确答案
（1）负极连接电解池的阴极，所以B极是阴极；铜离子在阴极上得电子，发生还原反应，生成铜单质．
故答案为：B；Cu2++2e-=Cu；
（2）电镀法精炼铜时，粗铜为阳极，精铜为阴极，所以阳极材料是粗铜；阳极上失电子变成离子进入溶液．
故答案为：粗铜；Cu-2e-=Cu2+．
某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：
试根据上表中的实验现象回答下列问题：
（1）实验1、2中Al所作的电极是否相同？______．
（2）写出实验3中的电极反应式．
铝为______，______；
石墨为______，______；
（3）实验4中的铝作正极还是负极？写出电池总反应方程式______．
（4）解释实验5中电流指针偏向铝的原因______．
（5）根据实验结果总结：在原电池中金属铝作正极还是作负极受哪些因素的影响？
正确答案
（1）实验1中，氧化还原反应发生在金属镁和稀盐酸之间，失电子的是金属镁，为负极金属，实验2中，氧化还原反应发生在金属铝和稀盐酸之间，失电子的是金属铝，为负极金属，所以实验1、2中Al所作的电极不相同，故答案为：不同；
（2）Al、石墨、盐酸构成的原电池中，较活泼的金属铝做负极，电极反应为：2Al-6e-→2Al3+；石墨电极为正极，电极反应为：6H++6e-→3H2↑，故答案为：负极，2Al-6e-→2Al3+；正极，6H++6e-→3H2↑；
（3）实验4中，金属铝和氢氧化钠可以发生自发的氧化还原反应，失电子的是金属铝，为原电池的负极，自发的氧化还原反应即为电池的总反应，故答案为：负极；2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al（OH）4]+3H2↑；
（4）实验5中Al遇浓硝酸发生钝化，发生Zn与浓硝酸的氧化还原反应，Zn作负极，Al作正极，电子由正极流向负极，所以电流计指针偏向铝，故答案为：Al遇浓硝酸发生钝化，发生Zn与浓硝酸的氧化还原反应，Zn作负极，Al作正极，电子由正极流向负极，所以电流计指针偏向铝．（5）在原电池中，正负极的判断依据：失电子的极是负极，得电子的极是正极；较活泼金属为负极，不活泼的为正极，根据自发的氧化还原反应来判断正负极是最准确的方法，答：与另一种材料的活泼性、电解质溶液的酸碱性以及电解质溶液的氧化性强弱等因素有关．
（1）在下图的装置中，属于原电池的是______
（2）以锌、石墨棒为两极，硫酸铜溶液为电解液组成的原电池的正极反应式是______，负极反应式是______．
正确答案
（1）A、B中没有两个活泼性不同的电极，故A、B错误；
C、两个电极材料相同，故C错误；
E、酒精不是电解质，故E错误；
H、没有构成闭合回路，故H错误；
D、F、G符合原电池的构成条件，故D、F、G正确；
故答案为：D、F、G；
（2）该原电池中石墨作正极，正极上铜离子得电子生成铜单质，电极反应式为Cu2++2e-=Cu；
锌作负极，锌失电子生成锌离子进入溶液，电极反应式为 Zn-2e-=Zn2+．
故答案为：Cu2++2e-=Cu；Zn-2e-=Zn2+．
将铁棒和石墨棒（C）用导线连接后，插入足量FeCl3溶液中，发生原电池反应．写出该原电池正、负极的电极反应式：
①正极：______；②负极：______．
正确答案
铁棒、石墨棒（C）、FeCl3溶液形成的原电池中，较活泼的金属电极铁做负极，发生失电子的氧化反应，即Fe-2e-→Fe2+，不活泼的金属或非金属作正极，三价铁离子发生得电子的氧化反应，即Fe3++e-→Fe2+，故答案为：Fe3++e-→Fe2+；Fe-2e-→Fe2+．
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