- 电解池
- 共5205题
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．
将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计．
锌片上发生的电极反应：______；
银片上发生的电极反应：______．
正确答案
根据电极材料的活泼性知，锌作负极，银作正极，负极上锌失电子变成离子进入溶液；正极上，溶液中的氢离子得电子生成氢气，
故答案为：（-）Zn-2e-=Zn2+
（+） 2H++2e-=H2↑
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+．
铅蓄电池属于二次电池，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质溶液为一定浓度的硫酸，工作时，该电池的总反应为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O；PbSO4不溶．
（1）该蓄电池工作时负极的电极反应式为______
（2）将质量相等的铁棒和石墨棒分别插入CuSO4溶液中，铁棒接该蓄电池Pb极，石墨棒接该蓄电池PbO2极，一段时间后测得铁棒比石墨棒增加了3.2克，则CuSO4溶液质量______（增加、减少）______克；如果要求将CuSO4溶液恢复成与开始时完全相同，则可以加入下列物质中的______
A．CuSO4溶液 B．CuCO3固体 C．CuO固体 D．Cu（OH）2固体
E．Cu固体 F． Cu2（OH）2CO3固体
（3）若用该蓄电池作电源（都用惰性材料做电极）电解400克饱和食盐水，如果电池内硫酸的体积为5升，当其浓度从1.5mol/L降至1.3mol/L时，计算剩余溶液中氯化钠的质量分数（该温度下氯化钠的溶解度为32克）．
正确答案
（1）原电池工作时，负极上失电子发生氧化反应，该反应中Pb失去电子发生氧化反应，所以电极反应式为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，
故答案为：Pb-2e-+SO42-=PbSO4；
（2）将质量相等的铁棒和石墨棒分别插入CuSO4溶液中，铁棒接该蓄电池Pb极，石墨棒接该蓄电池PbO2，所以铁棒为阴极，石墨棒为阳极，阳极上失电子发生氧化反应，阴极上得电子发生还原反应，电解CuSO4溶液时，阴极上铜离子得电子生成铜，阳极上失电子析出氧气，所以溶液中析出的物质是氧化铜，要使溶液恢复到原来状态，可向溶液中加入氧化铜；碳酸铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水、二氧化碳，实际上溶液增加的量相当于氧化铜，所以要使溶液恢复到原来的状态，可向溶液中加入氧化铜或碳酸铜故选BC．
设电解时，当生成3.2g铜时，生成氧气的质量为xg．
电解时，电池反应式
2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4 2×64g 32g
3.2g xg
x=0.8，
所以溶液中析出的物质的质量为3.2g+0.8g=4g，
故答案为：减少；4；BC；
（3）当氢离子的浓度从1.5mol/L降至1.3mol/L时，转移的电子的物质的量为5L×（1.5mol/L-1.3mol/L）=1mol，
根据方程式计算减少的氯化钠的质量和溶液减少的质量；
2NaCl+2H2O
117g 71g 2g 2mol
58.5g 35.5g 1g 1mol
所以当转移1mol电子时，氯化钠的质量减少58.5g，溶液析出氯气35.5g，析出氢气1g，即溶液的质量减少35.5g+1g=36.5g，
所以剩余溶液中氯化钠的质量分数=
答：剩余溶液中氯化钠的质量分数为10.6%．
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++2H2O
故答案为：2Cu2++2H2O
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．
阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：2H2+O2═2H2O．试回答下列问题：
（1）若电解质溶液为KOH溶液，构成燃料电池，则：
①负极反应式为______
②正极反应式为______
③工作一段时间后，溶液pH______（填“增大”或“减小”或“不变”）
（2）如把KOH改为稀H2SO4作电解质，则：
①负极反应式为______
②正极反应式为______
③工作一段时间后，溶液pH______（填“增大”或“减小”或“不变”）．
（3）如把H2改为甲烷，KOH作电解质，则正极反应式为______．
正确答案
（1）①该反应中氢气失电子被氧化，氢气失电子生成氢离子，氢离子和溶液中的氢氧根离子生成水，所以电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O．
②氧气得电子被还原，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-．
③随着反应的进行，生成的水越来越多，溶质氢氧化钾的量不变，所以导致溶液的浓度降低，所以溶液的PH值减小．
故答案为：①2H2+4OH--4e-=4H2O；②O2+2H2O+4e-=4OH-； ③减小．
（2）该反应中氢气失电子被氧化，氢气失电子生成氢离子，所以电极反应式为2H2-4e-═4H+
②氧气得电子被还原，氧气得电子和溶液中的氢离子生成水，所以电极反应式为O2+4H++4e-═2H2O；
③随着反应的进行，生成的水越来越多，溶质硫酸的量不变，所以导致溶液的浓度降低，所以溶液的PH值增大．
故答案为：①2H2-4e-═4H+；②O2+4H++4e-═2H2O；③增大．
（3）负极上甲烷燃烧生成二氧化碳和水，甲烷失电子发生氧化反应生成二氧化碳，二氧化碳和溶液中的氢氧化钾反应生成碳酸钾和水；
正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以电极反应式为．O2+2H2O+4e-═4OH-．
故答案为：O2+2H2O+4e-═4OH-．
（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+．
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
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