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题型:简答题
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简答题 · 9 分

新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2 ,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氧化钠辖液电解实验,如图所示。

回答下列问题:

(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为                 、                。

(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生,其中b电极上得到的是      ,电解氯化钠溶液的总反应方程式为                 ;

(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为

(法拉第常数F=9.65×l04C · mol-1列式计算),最多能产生的氯气体积为    L(标准状况)。

正确答案

(1)

(2)H2  

(3) 3.45×104C  4L

解析

(1)在碱性溶液中,甲烷燃料电池的总反应式为:,正极是:,负极是:

(2) b电极与通入甲烷的电极相连,作阴极,是H+放电,生成H2;电解氯化钠溶液的总反应方程式为:

(3)根据得失电子守恒,可得:1 mol CH4 ~8 mol e- ~4 mol Cl2,故若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况),生成4L Cl2;电解池通过的电量为

 (题中虽然有两个燃料电池,但电子的传递量只能用一个池的甲烷量计算)。

知识点

电极反应和电池反应方程式
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。

(1)以下为铝材表面处理的一种方法:

①  碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗时常有气泡冒出,原因是_______(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的_______。

a.NH3          b. CO2              c.  NaOH       d. H NO3

② 以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极电极反应式为_______。

取少量废电解液,加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是_______。

(2)镀铜可防止铁制品腐蚀,电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_______。

(3)利用下图装置,可以模拟铁的电化学防护,若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应设置于_______处。若X为锌,开关K置于M处,该电化学防护法称为______。

正确答案

(1)①2Al+2OH+4H2O=2Al(OH)4+3H2↑;b。

②2Al+3H2O-6e→Al2O3+6H+;废电解液中含有Al3+,和HCO3发生了互促水解。

Al3+ +3HCO3= Al(OH)3↓+3CO2

(2)阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+

(3)N; 牺牲阳极保护法。

解析

(1)①冒气泡的原因是Al与NaOH反应了,方程式为:2Al+2OH+4H2O=2Al(OH)4+3H2↑;

使Al(OH)4生成沉淀,最好是通入CO2,加HNO3的话,沉淀容易溶解。[来源:学科网]

②阳极是Al发生氧化反应,要生成氧化膜还必须有H2O参加,故电极反应式为:2Al+3H2O-6e Al2O3+6H+;加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀,是由于废电解液中含有Al3+,和HCO3发生了互促水解。

(2)电镀时,阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+

(3)铁被保护,可以是做原电池的负极,或者电解池的阴极,故若X为碳棒,开关K应置于N处,Fe做阴极受到保护;若X为锌,开关K置于M处,铁是做负极,称为牺牲阳极保护法。

知识点

电极反应和电池反应方程式金属的电化学腐蚀与防护
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

右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,减色—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)①    ④

(2)2H++2e=H2↑(写2H2O+2e=2OH+H2↑同样给分)

Mg2++2OH=Mg(OH)2

(3)4OH-4e=2H2O+O2↑(写2H2O-4e=4H++O2↑同样给分)

(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)

解析


知识点

电极反应和电池反应方程式
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池。下列有关说法不正确的是( )

A放电时正极反应为:

B电池的电解液可为KOH溶液

C充电时负极反应为:

DMH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高

正确答案

C

解析

知识点

电极反应和电池反应方程式
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

电解装置如图所示,电解槽内装有KI及淀粉溶液,中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电,发现左侧溶液变蓝色,一段时间后,蓝色逐渐变浅。

已知:3I2+6OH==IO3+5I+3H2O

下列说法不正确的是

A右侧发生的电极方程式:2H2O+2e==H2↑+2OH

B电解结束时,右侧溶液中含有IO3-

C电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O======KIO3+3H2

D如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜,电解槽内发生的总化学方程式不变

正确答案

D

解析

电解的电极反应为:阳极  2I—2e== I2  左侧溶液变蓝色

3I2+6OH==IO3+5I+3H2O  一段时间后,蓝色变浅

阴离子交换膜       向右侧移动

阴极  2H2O+2e==H2↑+2OH—        右侧放出氢气

如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜:

电极反应为:阳极  2I—2e== I2       多余K+

通过阳离子交换膜迁移至阴极

阴极  2H2O+2e==H2↑+2OH—    保证两边溶液呈电中性

知识点

电极反应和电池反应方程式
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