- 电解池
- 共5205题
（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”）；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”）．
若电路中转移3mol电子，则负极材料质量减少______克
（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）如右图：若A为铜片，B为铁片，电解质为FeCl3溶液，则作铜片为______极（填正或负），写出电极反应式：正极______负极______．
正确答案
（1）根据反应方程式知，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．
4A1+3O2+6H2O=4A1（OH）3转移电子
4×27g12mol
27g 3mol
故答案为：Al；氧化；电流；正极；27．
（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）根据正负极材料的活泼性知，铁片作负极，铜片作正极；正极上 Fe3+得电子生成Fe2+，所以电极反应式为
2Fe3++2e-=2 Fe2+；负极上铁失电子生成Fe2+，所以电极反应式为Fe-2e-=Fe2+．
故答案为：正；2Fe3++2e-=2 Fe2+；Fe-2e-=Fe2+．
A、B、C三个烧杯中分别盛有200mL相同物质的量浓度的稀硫酸
（1）A中反应的离子方程式为______．
（2）一段时间后，B中Sn极附近溶液的pH______（填“增大”、“减小”、“不变”）．
（3）一段时间后，C中产生了3.36L（标准状况）气体时，硫酸恰好全部被消耗，则原稀硫酸溶液的物质的量浓度=______mol•L-1．
（4）比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是______（填写序号）．
正确答案
（1）铁为活泼金属，与酸发生置换反应生成氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，
故答案为：Fe+2H+=Fe2++H2↑；
（2）Fe与Sn在酸性溶液中形成原电池，Sn为正极，电极反应式为H++2e-=H2↑，Sn极附近溶液的H+浓度减小，pH增大，故答案为：增大；
（3）电池总反应为：H2SO4+Fe=FeSO4+H2↑，
n（H2SO4）=n（H2）=
则：c（H2SO4）=
故答案为：0.75；
（4）电化学腐蚀的速率大于化学腐蚀的速率，金属做原电池正极时得到保护，腐蚀速率最小，故答案为：BAC．
（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
为体现绿色世博、低碳世博、科技世博，上海世博会已经开始使用中国自己生产的燃料电池汽车，该车以氢气和空气中的氧气为燃料，KOH为电解质溶液，真正实现了“零排放”．该电池的负极反应式为______，从能量角度分析氢气用作燃料电池与直接燃烧相比主要优点是______．
正确答案
碱性氢氧燃料电池的负极为通入氢气的一极，发生氧化反应，电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O，原电池具有能量利用率高的特点，而燃烧时化学能转变为热能和光能．
故答案为：H2-2e-+2OH-=2H2O；燃料电池的能量转换效率高．
已知：铅蓄电池总的化学方程式为：Pb+PbO2+2H2SO4 
正极反应为：2NiO(OH)+2H2O+2e－＝2Ni(OH)2+2OH－
负极反应为：Cd+2OH－－2e－=Cd(OH)2
铅蓄电池使用（放电）一段时间后，其内阻明显增大，电压却几乎不变，此时只有充电才能继续使用。镍镉碱性充电电池使用（放电）到后期，当电压明显下降时，其内阻却几乎不变，此时充电后也能继续使用。
回答下列问题：
⑴铅蓄电池在放电时的负极反应为__________，其在充电时阳极反应为___________；
⑵镍镉碱性充电电池在充电时的总反应的化学方程式为___________；
⑶上述两种电池使用一段时间后，一个内阻明显增大，而另一个内阻却几乎不变的主要原因可能是________________；
⑷如果铅蓄电池在放电时回路中有2mol电子转移时，消耗H2SO4_____________ mol。
正确答案
（1）Pb+SO42-－2e-=PbSO4 ；PbSO4+2H2O－2e-=PbO2+SO42-+4H+
（2）Cd(OH)2+2Ni(OH)2=Cd+2NiO(OH)+2H2O
（3）铅蓄电池放电时离子浓度减小，而镍镉电池放电时离子浓度不变
（4）2
新型高能钠-硫电池以熔融的钠、硫为电极，以导电的陶瓷为固体电解质。该电池放电时为原电池，充电时为电解池，反应原理为：2Na＋xS
(1)放电时Na发生________反应，S作________极。
(2)充电时Na所在电极与直流电源的________极相连。
(3)放电时负极反应为_____________________；充电时阳极反应为______________________。
(4)用此电池作电源电解饱和NaCl溶液，当阳极产生33.6 L(标准状况)气体时，消耗金属Na的质量为
______。
正确答案
(1)氧化；正
(2)负
(3)Na-e-→Na+；Sx2--2e-→xS
(4)69g
设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是本世纪最富有挑战性的课题之一．最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-，回答如下问题：
（1）以丁烷（C4H10）为汽油代表，这个电池放电时发生反应的化学方程式是______；
（2）这个电池负极发生的反应是：C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O，正极发生的电极反应方程式是：______；固体电解质里O2-向______极移动； 向外电路释放的电子的电极是______极；
（3）人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是：______；
（4）汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生______堵塞电极的气体通道，有人估计，完全避免这种副反应至少还需10年，这正是新一代化学家的历史使命．
正确答案
（1）燃料电池的总反应和燃料燃烧的化学方程式一致，电池总反应为2C4H10+13O2═8CO2+10H2O，
故答案为：2C4H10+13O2═8CO2+10H2O；
（2）极发生还原反应，总反应减负极反应可得正极反应式，为O2+4e-=2O2-；原电池工作时，阴离子向负极移动，电子从负极经外电路流向正极故答案为：O2+4e-=2O2-； 负； 负；
（3）原电池具有能量利用率高的特点，而燃烧时化学能转变为热能和光能，
故答案为：燃料电池具有较高的能量利用率；
（4）烷不完全氧化会生成碳粒，从而堵塞电极的气体通道，故答案为：碳粒或C．
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+．
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