- 电解池
- 共5205题
由铜、锌和稀盐酸组成的原电池中,铜是______极,发生______反应,电极反应式是______;锌是______极,发生______反应,电极反应式是______.
正确答案
在铜、锌和稀盐酸组成的原电池中,锌的活泼性大于铜,所以铜作正极,铜上氢离子得电子反应还原反应生成气体 2H++2e-=H2↑;锌作负极,锌失电子变成阳离子进入溶液,发生氧化反应,电极反应式为 Zn-2e-=Zn2+.
故答案为:正; 还原; 2H++2e-=H2↑;负; 氧化; Zn-2e-=Zn2+.
试分析以石墨为电极电解Cu(NO3)2溶液的原理.请试着写出
(1)阳极反应式______,阴极反应式:______;
(2)电解的总反应离子方程式______,化学方程式______.
正确答案
(1)Cu(NO3)2溶液中铜离子的放电能力大于氢离子的放电能力,所以铜离子先放电;氢氧根离子的放电能力大于硝酸根离子的放电能力,所以氢氧根离子先放电.阳极上失电子,发生氧化反应,所以氢氧根离子在阳极上失电子生成氧气;阴极上得电子,反应还原反应,所以铜离子的阴极上得电子生成铜.
故答案为:4OH--4e-=O2+2H2O;Cu2++2e-=Cu.
(2)该电池中的电极反应式为:
4OH--4e-=O2↑+2H2O①;
Cu2++2e-=Cu ②;
在①中方程式左右两边加上4H+,得2H2O-4e-=O2+4H+③;
②×2得,2Cu2++4e-=2Cu ④;
将方程式③+④得总反应离子方程式:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+;化学反应为2Cu(NO3)2+2H2O
2Cu+O2↑+4HNO3;
故答案为:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4 H+;2Cu(NO3)2+2H2O
2Cu+O2↑+4HNO3.
用石墨做电极电①稀H2SO4 ②K2SO4溶液 ③CuCl2溶液 ④CuSO4 溶液 ⑤KOH溶液.
(1)阴阳极都有气体产生,且体积比(相同条件下)为2:1的是______(填序号,下同),其阳极的电极反应式都是______,阴极的电极反应式都是______,总反应的化学方程式是______.
(2)阴极.阳极都有气体产生,其中溶液的pH变小的是______,pH变大的是______.
(3)一个电极析出金属,一个电极析出气体,且溶液pH明显减小的是______,其总反应的化学方程式是______.
正确答案
(1)电解①②⑤时,阴极氢离子放电,生成氢气,即4H++4e-→2H2↑,阳极氢氧根离子放电,生成氧气,
即4OH-→O2↑+2H2O+4e-,两极都有气体产生,且体积比(相同条件下)为2:1,
故答案为:①②⑤;4OH-→O2↑+2H2O+4e-;4H++4e-→2H2↑;2H2O2H2↑+O2↑;
(2)电解①⑤时,阴极是氢离子得电子生成氢气,阳极是氢氧根离子失电子得到氧气,两极都有气体产生,①溶液的浓度增大,pH变小,⑤溶液的浓度增大,pH变大,故答案为:①;⑤;
(3)电解④是,阴极析出金属,阳极析出气体,且溶液中生成了酸,pH明显减小,
电解方程式为:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4,
故答案为:④;2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4.
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Cu(NO3)2溶液,反应一段时间后:
①有红色物质析出的是甲池中的______棒(铁、碳);乙池中的______极(阴、阳).
②乙池中阳极上发生的电极反应方程式是______.
(2)若两池中均为饱和NaCl溶液:
①写出乙池中总反应的化学方程式______.
②甲池中碳极上电极反应方程式是______,乙池碳极上电极反应属于______(填氧化反应、还原反应).
正确答案
甲没有外接电源,所以是原电池,铁作负极,碳作正极;乙有外接电源,所以是电解池,根据电子的流向判断,铁作阴极,碳作阳极;
(1)①甲池中的 正极发生还原反应,有金属析出,所以是碳棒;
乙池中的阴极发生还原反应,有金属析出,所以是铁棒;
故答案为:碳;阴.
②乙池中阳极上发生氧化反应,氢氧根离子的放电能力大于硝酸根离子的放电能力,所以是氢氧根离子失电子生成氧气和水,故答案为:4OH--4e-═O2↑+2H2O
(2)①氯化钠溶液中存在的离子是:氯离子、氢氧根离子、钠离子、氢离子,氯离子的放电能力大于氢氧根离子,氢离子的放电能力大于钠离子,所以该反应的生成物是氯气、氢气、氢氧化钠.
故答案为:2H2O+2NaCl 2NaOH+H2↑+Cl2↑
②在中性溶液中,溶有一定量的氧气,此时会发生吸氧腐蚀,负极上铁失电子,正极上氧气和水得电子生成氢氧根离子,乙池中碳棒作阳极,阳极上发生氧化反应,
故答案为:O2+4e-+2H2O═4OH-;氧化反应,
如图所示原电池装置,回答下列问题:
(1)此电池的负极是:______,正极的电极反应式是:______.
(2)该电池工作一段时间后,装置中出现的现象是______,
将银电极小心取出洗涤并晾干,经称量发现比原来增重了5.4g.则导线中通过的电子的物质的量为______.
正确答案
(1)Cu比Ag活泼,做原电池的负极,Ag为原电池的正极,发生还原反应,电极反应为Ag++e-=Ag,
故答案为:铜或Cu,Ag++e-=Ag;
(2)原电池工作时,负极铜失去电子被氧化生成铜离子,铜的质量逐渐减少,银极上生成银,质量逐渐增大,溶液中生成铜离子,溶液颜色变蓝,
当银电极质量增加5.4g,则n(Ag)==0.05mol,根据电极反应Ag++e-=Ag,可知导线中通过的电子的物质的量为0.05mol,
故答案为:铜电极变细,银电极变粗,溶液颜色变蓝;0.05mol.
理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池.请利用下述反应:Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag设计一个原电池装置.
(1)画出装置图,并标明电极材料和电解质溶液;
(2)写出电极反应式:
正极:______;
负极:______.
(3)若导线上转移电子0.1mol,则生成银______克.
正确答案
(1)根据反应方程式知,选铜、银作电极材料,硝酸银溶液作电解质溶液,该装置图为:
(2)根据电极材料的活泼性判断正负极,较活泼的铜作负极,失去电子变成离子进入溶液,银作正极,银离子得电子生成银单质,故答案为:(+)2Ag++2e-=2Ag,(-)Cu-2e-=Cu2+(3)Cu+2AgNO3 =Cu(NO3)2 +2Ag 转移电子
(2×108)g 2mol
10.8g 0.1mol
故答案为 10.8
按要求完成下列原电池电极反应式或总反应的化学方程式.
(1)我国发射的“神舟”六号载人飞船是采用先进的甲烷电池为电能的,该电池以KOH溶液为电解质,其总反应的化学方程式为:CH4+2O2+2OH-﹦CO32-+3H2O,则:①负极上的电极反应为______;②当消耗标准状况下的O216.8升时,有______mol电子发生转移.
(2)用Fe和Cu作电极材料,以浓HNO3为电解质溶液构成的原电池,则负极的电极反应式为______;总反应为______.
正确答案
(1)①正极反应式为:O2+4e-+2H2O═4OH-,用总反应式减去正极反应式得负极反应式:
CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
②16.8L氧气的物质的量为:16.8L÷22.4L/mol═0.75mol,故转移电子数为:0.75mol×4═3mol
(2)铁在浓硝酸中会发生钝化,所以铜作负极,故负极反应式为:Cu-2e_=Cu2+,
总反应为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+H2O
如图所示,将铁、铜通过导线相连,置于稀硫酸中.
(1)铁片上的现象是______,电极反应式______.
(2)铜片上的现象是______,电极反应式______.
(3)写出该电池总反应的离子方程式______.
(4)Fe2+向______(填具体电极)移动,溶液中的pH______(填“变大”或“变小”).
正确答案
(1)该原电池中,铁的活泼性大于铜,铁作负极,铁失电子变成离子进入溶液,所以铁片逐渐溶解,电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+;
故答案为:Fe-2e-=Fe2+.
(2)铜作正极,铜电极上,氢离子得电子生成氢气2H++2e-=H2↑,所以看到的现象是:有大量气泡产生.
故答案为:有大量气泡产生;2H++2e-=H2↑.
(3)正负极上电极反应式相加得电池反应式,所以电池反应式为Fe+2H+=Fe2++H2↑;
故答案为:Fe+2H+=Fe2++H2↑.
(4)该电池外电路上,电子从铁片沿导线流向铜片,所以铜片上有大量电子,根据异性电荷相吸,所以
Fe2+向铜极移动,在铜极上氢离子得电子生成氢气,所以氢离子浓度降低,溶液中的pH变大.
故答案为:变大.
根据右图,回答下列问题:
(1)若闭合S1,装置属于______,锌极作______.
(2)若闭合S2,装置属于______,锌极上的反应为______.
(3)若闭合S3,装置属于______,总反应为______.
正确答案
(1)若闭合S1,符合原电池的构成条件:有活泼性不同的两个电极锌和铜,有电解质溶液硫酸,形成了闭合回路,其中活泼金属锌为负极,故答案为:原电池;负极;
(2)若闭合S2,则该装置是含有外加电源的装置,属于电解池,金属锌活泼金属作阳极,本身失电子,电极反应为:Zn-2e-═Zn2+,故答案为:电解池;Zn-2e-═Zn2+;
(3)若闭合S3,则该装置是含有外加电源的装置,属于电解池,金属锌做阴极,金属铜为阳极,电解的总反应为Cu+H2SO4 CuSO4+H2↑,故答案为:Cu+H2SO4
CuSO4+H2↑.
工业上以黄铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产粗钢。
(1)该工艺的中间过程会发生反应:2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,反应的氧化剂是 。
(2)火法熔炼的粗铜含杂质较多。某化学研究性学习小组在实验室条件下用CuSO4溶液作电解液来实现粗铜的提纯,并对电解后溶液进行净化除杂和含量测定。
实验一 粗铜的提纯粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质(与酸不反应),电解时粗铜应与电源的 极相连,阴极上的电极反应式为 。
实验二 电解后溶液的净化除杂在精炼铜的过程中,电解液中c(Cu2+)逐渐下降,c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大,所以需定时除去其中的Fe2+、Zn2+。甲同学参考下表的数据,设计了如下方案:
试剂a是 (填化学式),其目的是 ;该方案能够除去的杂质离子是 (填离子符号)。
实验三 电解后溶液离子含量的测定
乙同学设计了如下方案:
则100mL溶液中Cu2+的浓度为 mol·L-1,Fe2+的浓度为 mol·L-1。
正确答案
(14分)
(1)Cu2O 、Cu2S (2分);
(2)正(1分) Cu2++2e-= Cu(2分) H2O2(2分)将Fe2+氧化成Fe3+(2分) Fe2+ (2分)
0.75(2分)0.05(2分)
试题分析:
(1)反应中Cu2O 、Cu2S的Cu均从+1→0价,所以反应的氧化剂Cu2O 、Cu2S。
(2)精炼铜时粗铜做阳极与电源的正极相连,电极反应:Cu2++2e-= Cu。根据流程中调节pH到4可知三价铁沉淀,试剂a是氧化剂,将Fe2+氧化成Fe3+,除去Fe2+。固体为铁和铜的混合物,酸处理后的4.8g为铜,n(Cu)=4.8/64g/mol=0.075mol,c(Cu2+)=0.75 mol·L-1;根据题意生成m(Fe2O3)=6.4g,n(Fe2O3)=6.4g/160g/mol=0.04mol,得n(Fe)=0.08mol;其中来自与硫酸铜的置换反应的为0.075mol,所以原溶液中n(Fe)=0.005mol,Fe2+的浓度为0.05 mol·L-1。
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