- 电解池
- 共5205题
(1)阿波罗宇宙飞船使用的是碱性氢氧燃料电池,负极贮存的是氢气,正极贮存的是氧气,电解质是NaOH溶液.请写出该反应发生的电极反应式.
正极:______;负极:______;总反应:______.
(2)如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置.通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液.
①a电极上的电极反应式为______;
②在b极附近观察到的现象是______;
③电解一段时间后,加入适量______可以使电解质溶液恢复到原来的浓度.
正确答案
(1)阿波罗宇宙飞船使用的是碱性氢氧燃料电池,负极贮存的是氢气,正极贮存的是氧气,电解质是NaOH溶液,正极电极上是氧气得到电子发生还原反应电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-;负极是氢气失电子发生氧化反应,电极反应为:2H2+4OH--4e-=4H2O;电池的总反应为:2H2+O2=2H2O;
故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;2H2+4OH--4e-=4H2O;2H2+O2=2H2O;
(2)如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置.通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液;根据电解池的工作原理判断a为阴极,溶液中的氢离子得到电子发生还原反应,电极反应为:2H++2e-=H2↑;b为阳极溶液中的氢氧根离子失电子发生氧化反应;4OH--4e-=2H2O+O2↑;氢氧根离子减少,生成氧气,促进水的电离,溶液中氢离子浓度增大,附近的石蕊试液变红色;电解过程是电极的水,恢复原溶液浓度需要加入水;
故答案为:①2H++2e-=H2↑; ②有气泡冒出,溶液显红色; ③H2O.
A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子如下表所示
下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、 B、 C三种溶液,电极均为石墨电极.接通电源,经过一段时间后,测得乙中C电极质量增加了27克.常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图如下.据此回答下列问题
(1)M为电源的________极(填写“正”或“负”),甲________(填写化学式).
(2)计算电极f上生成的气体在标准状况下的体积________________________________.
(3)写出乙烧杯的电解池反应_________________________________________________.
(4)若电解后甲溶液的体积为25 L,则该溶液的pH为________________________.
(5)要使丙恢复到原来的状态,应加入________ g ________.(填写化学式)
正确答案
(1)负;NaCl
(2)1.4 L
(3) 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3(4)12
(5)2.25;H2O
铝合金以质轻、稳定性好等优点广泛应用于航空航天事业。在铝合金表面能形成一层较厚的氧化膜,这是其在空气中稳定存在的关键。其反应原理是以铝件与另一种材料为电极,以某种溶液作电解质溶液进行电解,通电后在铝件与电解质溶液的接触面上逐渐形成一层氢氧化铝薄膜,薄膜的某些部位存在着小孔,电流从小孔中通过并产生热量使氢氧化铝分解,从而使铝件表面形成一层较厚的氧化膜。某校课外兴趣小组的同学根据上述原理,以铝件和铁棒为电极,以一定浓度的碳酸氢钠溶液为电解质溶液进行实验,实验装置如图所示
(1)铝件放在________(填“X”或“Y”)极。
(2)铝件表面形成氢氧化铝的电极反应式是_____________________________。
(3)电解过程中,必须使电解质溶液的pH保持相对稳定(不能太大也不能太小)的原因是____________________________。
(4)用碳酸氢钠溶液作电解质溶液,而不用碳酸钠溶液作电解质溶液,其理由是_____________________________________。
正确答案
(1)X
(2)Al-3e-+3HCO3-===Al(OH)3↓+3CO2↑或Al-3e-===Al3+,Al3++3HCO3-===Al(OH)3↓+3CO2↑
(3)氧化铝和氢氧化铝都是两性化合物,如果溶液的酸性或碱性过强,都会使所形成的氧化铝薄膜溶解
(4)碳酸氢钠的作用之一是中和阴极区溶液中过量的OH-:HCO3-+OH-===CO32-+
H2O,有利于控制溶液的酸碱性,另外,碳酸氢钠的水解程度小于碳酸钠的水解程度,碱性也比碳酸钠溶液的弱
(1)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
①B中Sn极的电极反应式为___________,Sn极附近溶液的pH(填“增大”.“减小”或“不变”)_______________。 ②C中总反应离子方程式为________。比较A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是___________________。
(2)下图是甲烷燃料电池原理示意图,回答下列问题 ① 电池的负极是_______(填a、b)该极的电极反应是:___________
② 电池工作一段时间后电解质溶液的pH______(增大、减小、不变)
正确答案
(1)①2H++2e-==H2;增大;
②Zn+2H+==Zn2++H2;B>A>C
(2)③ a;CH4+10OH--8e-==CO32-+7H2O;
④减小
如图甲、乙是电化学实验装置。
(1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。
①甲中石墨棒上的电极反应式为_________________________;
②乙中总反应的离子方程式为________________________;
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方,发现试纸先变蓝后褪色,这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5 ∶1,且生成两种酸,该反应的化学方程式为_________________。
(2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。
①甲中铁棒上的电极反应式为______________________;
②如果起始时乙中盛有200 mL pH=5的CuSO4溶液(25℃),一段时间后溶液的pH变为1,若要使溶液恢复到电解前的状态,可向溶液中加入________(填写物质的化学式)________g。
正确答案
(1)①O2+2H2O+4e-==4OH-;②2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑;③5Cl2+I2+6H2O==2HIO3+10HCl
(2)①Fe-2e-==Fe2+;②CuO;0.8(或CuCO3;1.24)
下图为以惰性电极进行电解
(1)写出A、B、C、D各电极上的电极方程式
A________________________________ B________________________________
C________________________________ D________________________________
(2)在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量之比为_________________________________
正确答案
(1)Cu2++2e-==Cu;2C1--2e-==C12↑;2Ag++2e-==2Ag;4OH--4e-==2H2O+O2↑
(2)2∶2∶4∶1
下图是一个用铂丝作电极,电解稀的MgSO4溶液的装置,电解液中加有中性红指示剂,此时溶液呈红色.(指示剂的pH变色范围:6.8~8.0,酸色—红色,碱色—黄色)
回答下列问题:
(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号);
①A管溶液由红变黄 ②B管溶液由红变黄 ③A管溶液不变色 ④B管溶液不变色
(2)写出A管中发生反应的反应式:_____________________________;
(3)写出B管中发生反应的反应式:________________________;
(4)检验a管中气体的方法是____________________;
(5)检验b管中气体的方法是_____________________;
(6)电解一段时间后,切断电源,将电解液倒入烧杯内观察到的现象是__________。
正确答案
(1)①④
(2)2H++2e-===H2↑(或2H2O+2e-===2OH-+H2↑),Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
(3)4OH--4e-===2H2O+O2↑(或2H2O-4e-===4H++O2↑)
(4)用拇指按住管口,取出试管,靠近火焰,放开拇指,有爆鸣声,管口有蓝色火焰
(5)用拇指按住管口,取出试管,放开拇指,将带有火星的木条伸入试管内会复燃
(6)溶液呈红色,白色沉淀溶解(或大部分溶解)
盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”.请就“三大酸”与金属铜反应的情况,回答下列问题:
(1)我们知道,稀盐酸与铜不反应,但向稀盐酸中加入H2O2后,则可使铜溶解.该反应的化学方程式为_____________________________.某同学未加入氧化剂,而是设计了一个实验装置,也能使铜很快溶于稀盐酸.请在下面的方框中画出该装置:
(2)在一定体积的18 mol/L的浓硫酸中加入过量的铜片,加热使之反应,被还原的硫酸是0.9 mol,则该硫酸的实际体积________(填“>”“=”或“<”)100 mL. 有同学提出:若使剩余的铜片继续溶解,可向其中加入硝酸盐,可行吗?________(填“可行”或“不可行”).
(3)将等质量的铜片分别与等体积、过量的浓硝酸和稀硝酸反应,所得到的溶液前者呈绿色,后者呈蓝色,某同学提出可能是Cu2+浓度不同引起的,你同意这种看法吗?________(填“同意”或“不同意”),原因是______________________________________.另一同学提出溶液呈“绿色”是溶液中Cu2+与NO2共存的结果,请你设计实验探究此说法正确与否,简述实验方案、实验现象及由此得出的结论:__________________________________________________________________________.
正确答案
(1)Cu+H2O2+2HCl===CuCl2+2H2O
作图:以铜为阳极,以盐酸为电解质溶液的电解池装置
(2)>;可行
(3)不同意;等质量的铜片与等体积、过量的浓硝酸、稀硝酸反应,溶液中Cu2+将一定量的NO2通入铜片与稀硝酸反应后的溶液中,若溶液呈绿色,则该同学的结论正确,反之,不正确(其他合理答案也对)
下图所示装置中,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100g 10.00%的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。接通电源,经过一段时间后,测得丙中K2SO4浓度为10.47%,乙中c电极质量增加。据此回答问题:
(1)①电源的N端为________极;
②电极b上发生的电极反应为__________;
③列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积:___________;
④电极c的质量变化是___________ g;
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化,简述其原因:
甲溶液____________ ; 乙溶液____________; 丙溶液____________;
(2)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?_________________。
正确答案
(1)①正极;②4OH--4e-=2H2O + O2↑;③2.8L;④16g;⑤增大;减小;不变
(2)可以;因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液,反应也就变为水的电解反应
采用惰性电极从NO3-、SO42-、Cl-、Cu2+、Ba2+、Ag+、H+选出适当离子组成的电解质(非熔融态下),并电解(填化学式)
(1)若两极分别放出H2和O2,电解质可能为________________。
(2)若阴极析出金属,阳极放出O2,电解质可能为________________。
(3)若两极分别放出气体,且体积比为1:1,电解质可能为________________。
(4)若既无O2也无H2放出,则电解质可能为________________。
正确答案
(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2(2)AgNO3、CuSO4、Cu(NO3)2
(3)HCl、BaCl2(4)CuCl2
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