- 原电池
- 共33题
（1）当电极a为Fe、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，写出该电池正极的电极反应式：______；当a极溶解的质量为2.8g时，有______mol电子通过导线．
（2）当电极a为Fe、电极b为Cu、电解质溶液为氯化铁溶液时，该装置______（填“能”或者“不能”）形成原电池，若不能，请说明理由（若能，该空不作答）：______．若能，该原电池的正极反应式为______．
（3）当电极a为Fe、电极b石墨、电解质溶液为稀硫酸时，该电池反应与（1）______
（填“相同”或“不相同”）．
正确答案
2H++2e-=H2↑
0.1
能
-
Fe3++e-=Fe2+
相同
解析
解：（1）Fe、Cu、稀硫酸溶液构成的原电池，金属Fe作负极，金属Cu为正极，正极上氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑；2.8g铁的物质的量为：
故答案为：2H++2e-=H2↑；0.1；
（2）当电极a为Fe、电极b为Cu、电解质溶液为氯化铁溶液时，由于铁离子与铁反应生成亚铁离子，所以能够形成原电池，负极为铁，正极为铜，铁离子在正极得到电子生成亚铁离子，电极反应式为：Fe3++e-=Fe2+，
故答案为：能； Fe3++e-=Fe2+；
（3）当电极a为Fe、电极b石墨、电解质溶液为稀硫酸时，负极仍然为铁，正极为石墨，正极上氢离子得到电子生成氢气，电极反应与（1）完全相同，
故答案为：相同．
Ⅰ．如图所示的是探究金属腐蚀条件的实验装置图，请分析实验并回答下列问题：
（1）若起始时甲、乙、丙3套装置的导管中液面高度相同，过一段时间后液面最高的是______．
（2）通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越______（填“高”或“低”）钢铁越易腐蚀．
（3）乙装置中发生电化学腐蚀时正极的电极反应式为______．
Ⅱ．利用化学反应：2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2，请你选择合适的电极材料和电解质溶液，设计一个原电池．可供选择的电极材料：铁棒、铜棒、石墨棒．可供选择的电解质溶液：CuCl2溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液．
请填写下列空白：
（1）选择______作正极材料，______作负极材料；选择______作电解质溶液．
（2）写出有关的电极反应式：正极：______；负极：______．
正确答案
乙
高
O2+4e-+2H2O═4OH-
石墨
铜
FeCl3溶液
2Fe3++2e-=2Fe2+
Cu-2e-=Cu2+
解析
解：Ⅰ．（1）甲为铁粉在氯化钠溶液中的腐蚀，乙为铁粉与碳形成原电池的腐蚀，而丙的腐蚀没有电解质溶液，所以腐蚀的速率大小为：乙＞甲＞丙，故过一段时间后液面最高的是乙，
故答案为：乙；
（2）甲中为铁粉，乙为铁粉与碳粉的混合物，甲的腐蚀速率小于乙的，通过甲、乙装置的对比说明钢铁中碳的含量越高，钢铁越易腐蚀，
故答案为：高；
（3）乙装置中发生电化学腐蚀时，分解铁失去电子，正极氧气得到电子生成氢氧根离子，正极的电极反应式为：O2+4e-+2H2O═4OH-，
故答案为：O2+4e-+2H2O═4OH-；
Ⅱ．（1）由反应“2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2”可知，反应中铜失电子而被氧化，应为原电池负极，正极应为活泼性比铜弱的金属或导电的非金属材料，Fe3+在正极得到电子而被还原，电解质溶液为FeCl3，
故答案为：石墨；铜；FeCl3溶液；
（2）负极上铜失电子发生氧化反应，正极上铁离子得电子发生还原反应，其负极反应式为Cu-2e-=Cu2+，正极为2Fe3++2e-=2Fe2+，
故答案为：2Fe3++2e-=2Fe2+；Cu-2e-=Cu2+．
某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动．
（1）如图1为某实验小组依据氧化还原反应：______（用离子方程式表示）设计的原电池装置，反应前两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12g，导线中转移______mol电子
（2）其它条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为______用离子方程式表示石墨电极能发生这个反应的原因______用吸管吸出铁片附近溶液少许于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式______，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，某同学的认为是“溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态”，如果+3价铁被氧化为FeO42-，写出该反应的离子方程式______
（3）其它条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图2所示，一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是______电极反应为______乙装置中石墨（1）为______极（填正、负、阴、阳），乙装置中与铜线相连石墨电极上的生成物常用______检验．
正确答案
解：（1）图1为原电池反应，Fe为负极，发生：Fe-2e-=Fe2-，石墨为正极，发生Cu2++2e-=Cu，总反应式为Fe+Cu2+═Fe2++Cu，一段时间后，两电极质量相差12g，
则Fe+Cu2+═Fe2++Cu 两极质量差△m 转移电子
56g 64g 56g+64g=120g 2mol
12g n
则：n=0.2mol，
故答案为：Fe+Cu2+═Fe2++Cu；0.2；
（2）若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，溶液呈酸性，发生：NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+，负极发生2H++2e-═H2↑，负极发生反应：Fe-2e-=Fe2-，加入氯水发生反应：2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-；如果+3价铁被氧化为FeO42-，发生反应为：2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+，
故答案为：2H++2e-═H2↑；NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+；2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-；2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+；
（3）若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，甲装置为铁的吸氧腐蚀，铁为负极，铜为正极，正极发生 O2+2H2O+4e-═4OH-，呈碱性，滴加酚酞，溶液变红，则乙装置铜为阳极，石墨为阴极，乙为电解池装置，阳极发生2Cl--2e-═Cl2↑，生成的氯气可用湿润淀粉碘化钾试纸检验，试纸变蓝，
故答案为：溶液变红； O2+2H2O+4e-═4OH-；阴；湿润淀粉碘化钾试纸．
解析
解：（1）图1为原电池反应，Fe为负极，发生：Fe-2e-=Fe2-，石墨为正极，发生Cu2++2e-=Cu，总反应式为Fe+Cu2+═Fe2++Cu，一段时间后，两电极质量相差12g，
则Fe+Cu2+═Fe2++Cu 两极质量差△m 转移电子
56g 64g 56g+64g=120g 2mol
12g n
则：n=0.2mol，
故答案为：Fe+Cu2+═Fe2++Cu；0.2；
（2）若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，溶液呈酸性，发生：NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+，负极发生2H++2e-═H2↑，负极发生反应：Fe-2e-=Fe2-，加入氯水发生反应：2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-；如果+3价铁被氧化为FeO42-，发生反应为：2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+，
故答案为：2H++2e-═H2↑；NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+；2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-；2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+；
（3）若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，甲装置为铁的吸氧腐蚀，铁为负极，铜为正极，正极发生 O2+2H2O+4e-═4OH-，呈碱性，滴加酚酞，溶液变红，则乙装置铜为阳极，石墨为阴极，乙为电解池装置，阳极发生2Cl--2e-═Cl2↑，生成的氯气可用湿润淀粉碘化钾试纸检验，试纸变蓝，
故答案为：溶液变红； O2+2H2O+4e-═4OH-；阴；湿润淀粉碘化钾试纸．
某课外小组分别用如图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究．
请回答：
Ⅰ．用图1所示装置进行第一组实验．
（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu做电极的是______（填字母序号）．
A．铝 B．石墨 C．银 D．铂
（2）N极发生反应的电极反应式为______．
（3）实验过程中，SO42-______（填“从左向右”、“从右向左”或“不”）移动；滤纸上能观察到的现象有______．
Ⅱ．用图2所示装置进行第二组实验．实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清．查阅资料发现，高铁酸根（FeO42-）在溶液中呈紫红色．
（4）电解过程中，X极区溶液的pH______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（5）电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe-6e-+8OH-═FeO42-+4H2O 和4OH--4e-═2H2O+O2↑，若在X极收集到672mL气体，在Y极收集到168mL气体（均已折算为标准状况时气体体积），则Y电极（铁电极）质量减少______ g．
（6）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为：2K2FeO4+3Zn═Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2该电池正极发生的反应的电极反应式为______．
正确答案
A
2H++2e-═H2↑（或2H2O+2e-═H2↑+2OH-）
从右向左
滤纸上有红褐色斑点产生
增大
0.28
2FeO42-+6e-+5H2O=Fe2O3+10OH-
解析
解：Ⅰ、（1）在保证电极反应不变的情况下，仍然是锌作负极，则正极材料必须是不如锌活泼的金属或导电的非金属，铝是比锌活泼的金属，所以不能代替铜，故选A；
（2）N电极连接原电池负极，所以是电解池阴极，阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-═H2↑（或2H2O+2e-═H2↑+2OH-），故答案为：2H++2e-═H2↑（或2H2O+2e-═H2↑+2OH-）；
（3）原电池放电时，阴离子向负极移动，所以硫酸根从右向左移动，电解池中，阴极上氢离子得电子生成氢气，阳极上铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁，所以滤纸上有红褐色斑点产生，故答案为：从右向左，滤纸上有红褐色斑点产生；
Ⅱ、（4）电解过程中，阴极上氢离子放电生成氢气，则阴极附近氢氧根离子浓度大于氢离子溶液，溶液呈碱性，溶液的pH增大，故答案为：增大；
（5）X电极上析出的是氢气，Y电极上析出的是氧气，且Y电极失电子进入溶液，设铁质量减少为xg，根据转移电子数相等得
（6）正极上高铁酸根离子得电子发生还原反应，反应方程式为2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-，
故答案为：2FeO42-+6e-+5H2O═Fe2O3+10OH-．
分析上述数据，回答下列问题：
（1）实验1中由A极流向B极的是______（填“电流”或“电子”）；
（2）实验4中电子由B极流向A极，表明负极是______电极（填“镁”或“铝”）；电极反应式为：______；
（3）实验3表明______（选填序号）；
①铜在潮湿空气中不会被腐蚀 ②铜的腐蚀是自发进行的
（4）分析上表有关信息，下列说法不正确的是______（选填序号）．
①相对活泼的金属一定做负极
②失去电子的电极是负极
③烧杯中的液体，必须是电解质溶液
④浸入同一电解质溶液中的两个电极，是活泼性不同的二种金属（或其中一种能导电的非金属）
正确答案
电子
铝
Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O
②
①
解析
解：（1）实验1中Zn较活泼，为原电池的负极，Cu为正极，电流从正极流向负极，而电子带负电荷，由负极流向正极，即从A极流向B极的是电子，
故答案为：电子；
（2）实验4中，Al可与NaOH反应而Mg不反应，则形成原电池时Al为负极，Mg为正极，负极反应式为：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O，
故答案为：铝；Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；
（3）铜在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀，为自发的氧化还原反应，所以②正确，
故答案为：②；
（4）①相对活泼的金属不一定做负极，如实验4中电子由B极流向A极，Al为负极，故①错误；
②负极发生氧化反应，活泼金属失去电子被氧化，故②正确；
③烧杯中的液体，必须是电解质溶液，原电池工作时溶液中通过离子的定向移动形成闭合回路，故③正确；
④形成原电池的两极应是活泼性不同的两种金属或金属与非金属，可形成电势差而形成电流，故④正确；
故答案为：①．
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