- 原电池
- 共33题
（1）经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：上图中的铁钉最容易生锈的是______（填字母）．
（2）根据实验条件判断，在铁钉的锈蚀过程中，正极的电极反应为：______；
（3）若为了防止铁钉生锈，该小组同想在铁钉表面镀上一层金属，该金属最好是______．
A．锡 B．铜 C．锌
（4）钢铁容易腐蚀，工业生产中常需对钢铁进行“发蓝”处理，以有效避免或减缓钢铁的腐蚀．所谓“发蓝”，就是在钢铁零件等进行氧化处理，使其表面形成一层致密的蓝黑色氧化膜．发蓝处理过程可表示如下：
为检验经过步骤Ⅳ处理的铁件是否合格，常往成品表面滴上5%的硫酸铜溶液，如果成品不合格（即铁件表面有微小松孔，未形成致密的氧化膜），一段时间将观察到的现象为______．
正确答案
A
O2+2H2O+4e-=4OH-
C
铁制品表面有红色固体析出
解析
解：（1）A．铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀；B．植物油隔绝空气，铁难以腐蚀；C．碱石灰吸水，在干燥的空气中铁难以腐蚀，所以最容易俯视的是A，
故答案为：A；
（2）铁在腐蚀过程中，正极氧气得到电子生成氢氧根离子，发生的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，
故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；
（3）在铁表面镀上一层锌，锌比铁活泼，当镀层破损后，易腐蚀锌而保护铁，
故答案为：C
铁在潮湿的空气中易形成原电池反应，发生吸氧腐蚀而被氧化，故答案为：潮湿的空气；
（4）铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的方程式为：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，所以如果成品不合格，一段时间将观察到的现象为：铁制品表面有红色固体析出，
故答案为：铁制品表面有红色固体析出．
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：
根据上表中的实验现象完成下列问题：
（1）实验1、2中Al所作的电极是否相同？______．
（2）写出实验3中的电极反应式和电池总反应方程式．铝电极______． 石墨电极______．电池总反应：______．
（3）实验4中的铝作正极还是负极？______，为什么？______．
（4）实验5中，负极反应为______．
正确答案
解：（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↑，电解总反应为：2Al+6H+=2Al3++3H2↑，
故答案为：2Al-6e-→2Al3+；6H++6e-→3H2↑；2Al+6H+=2Al3++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；因为Al能和NaOH溶液反应而Mg不能；
（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，负极锌失去电子生成锌离子，负极反应为：Zn-2e-=Zn2+，
故答案为：Zn-2e-=Zn2+．
解析
解：（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↑，电解总反应为：2Al+6H+=2Al3++3H2↑，
故答案为：2Al-6e-→2Al3+；6H++6e-→3H2↑；2Al+6H+=2Al3++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；因为Al能和NaOH溶液反应而Mg不能；
（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，负极锌失去电子生成锌离子，负极反应为：Zn-2e-=Zn2+，
故答案为：Zn-2e-=Zn2+．
A．C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H＞0
B．NaOH（aq）+HC1（aq）=NaC1（aq）+H2O（1）△H＜0
C．2H2（g）+O2（g）=2H2O（1）△H＜0
（2）以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其负极的电极反应式为______．
（3）电解原理在化学工业中有着广泛的应用．现将你设计的原电池通过导线与图中电解池相连，其中a为电解液，X和Y均为电极，则：
①用该装置制备氯气，电解质溶液为NaCl，X和Y均为惰性电极，X极发生的电极反应为______，反应一段时间后，X极附近的pH______（填“增大”“下降”或“不变”）．
②用该装置在银片上镀铜，X的电极材料为______，Y的电极材料为______，电解液为______．当电解转移的电子的物质的量为0.1mol时，银片上镀上的铜的质量为______g．（已知M（Cu）=64g/mol）
③用该装置精炼铜，以CuSO4溶液为电解液进行电解，应选择纯铜作______电极（填“X”或“Y”），阴极上发生的反应为______．
正确答案
C
H2+2OH--2e-=2H2O
2H++2e-=H2↑
增大
银
铜
硫酸铜溶液
3.2
X
Cu2++2e-=Cu
解析
解：（1）A．C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H＞0，为氧化还原反应，但为吸热反应，不能设计为原电池，故A错误；
B．NaOH（aq）+HC1（aq）=NaC1（aq）+H2O（1）△H＜0，不属于氧化还原反应，不能设计为原电池，故B错误；
C．2H2（g）+O2（g）=2H2O（1）△H＜0，为氧化还原反应，为放热反应，能设计为原电池，故C正确；
故答案为：C；
（2）以KOH溶液为电解质溶液，氢氧燃料碱性电池中，负极上氢气失去电子，负极反应为：H2+2OH--2e-=2H2O，
故答案为：H2+2OH--2e-=2H2O；
（3）①连接电源正极的Y为阳极、连接电源负极的X为阴极，X为阴极，电解过程中发生还原反应，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，由于水电离的氢离子得到电子生成氢气，则电解一段时间后X附近溶液的pH增大，
故答案为：2H++2e-=H2↑；增大；
②若用此装置在银片上镀铜，依据电镀原理，镀层金属铜做电解池的阳极（Y），待镀物质银做阴极（X），电解质溶液是含镀层金属离子铜离子的溶液，可以为硫酸铜溶液；阳极电极反应为：Cu-2e-=Cu2+；阴极电极反应为：Cu2++2e-=Cu，当电解转移的电子的物质的量为0.1mol时，根据电极反应式可知，生成铜的质量为：64g/mol×0.1mol×
故答案为：银；铜；硫酸铜溶液；3.2；
③电极精炼铜是粗铜做阳极，纯铜做阴极，含铜离子的盐溶液做电解质溶液，连接电源正极的Y为阳极、连接电源负极的X为阴极，则纯铜连接X；电解质溶液是含镀层金属离子-铜离子的溶液，阳极电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，阴极电极反应为：Cu2++2e-=Cu，
故答案为：X；Cu2++2e-=Cu．
（2015秋•黑龙江期末）电化学原理在能量转换、物质合成、防止金属腐蚀等方面应用广泛．
Ⅰ．下列是常见的电化学示意图
（1）图①是碱性锌猛电池，在正极发生反应的物质是______（填“Zn”或“MnO2”），正极发生______反应（填“氧化”或“还原”）．
（2）图②是酸性电解质的氢氧燃料电池，B极发生的电极反应是______．
（3）图③表示钢铁发生吸氧腐蚀生锈的示意图，写出氧气发生的电极反应______．
（4）能表示“牺牲阳极的阴极保护法”的示意图是______（填序号）．图④中，钢闸门连接电源的______极而被保护；在图⑤中标出电子的移动方向______．
Ⅱ．下列是常见的电化学装置图．
（5）图⑥中电池的总反应为______，盐桥中装有含琼脂的KCl，盐桥中Cl-会移向______（填“左”或“右”）烧杯的溶液．
（6）检验图⑦中阳极产物的方法是______．
正确答案
解：Ⅰ．（1）碱性锌猛电池中，Zn为负极，MnO2为正极，正极得到电子发生还原反应，
故答案为：MnO2；还原；
（2）图②是酸性电解质的氢氧燃料电池，B极得到电子，则B为正极，正极氧气得到电子，其电极反应是：O2+4H++4e-═2H2O，
故答案为：O2+4H++4e-═2H2O；
（3）钢铁的吸氧腐蚀中，负极金属失去电子发生氧化反应，正极氧气得到电子生成氢氧根离子，正极的电极反应式为：2H2O+O2+4e-═4OH-，
故答案为：2H2O+O2+4e-═4OH-；
（4）图⑤中钢闸门连接锌，铁、锌、海水构成原电池，Fe失电子能力小于Zn而作正极被保护，所以该保护方法属于牺牲阳极的阴极保护法；
图④中右边为辅助阳极，则钢闸门为阴极，阴极连接的是电源的负极；图⑤中电子从锌流出流向正极钢闸门，据此画出电子转移的方向为：
故答案为：⑤；负；
Ⅱ．（5）该原电池中，负极上锌失电子生成锌离子，正极上铜离子得到生成铜，电池反应式为：Zn+Cu2+=Zn2++Cu；原电池工作时，电解质溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向正极移动，则盐桥中Cl-会移向移向左边，
故答案为：Zn+Cu2+═Cu+Zn2+；左；
（6）图⑦中用石墨电极电解氯化铜溶液，阴极铜离子得到电子生成铜，阳极氯离子放电生成氯气，检验氯气的方法为：将湿润的淀粉KI试纸放在阳极产生气体处，试纸变蓝，
故答案为：将湿润的淀粉KI试纸放在阳极产生气体处，试纸变蓝．
解析
解：Ⅰ．（1）碱性锌猛电池中，Zn为负极，MnO2为正极，正极得到电子发生还原反应，
故答案为：MnO2；还原；
（2）图②是酸性电解质的氢氧燃料电池，B极得到电子，则B为正极，正极氧气得到电子，其电极反应是：O2+4H++4e-═2H2O，
故答案为：O2+4H++4e-═2H2O；
（3）钢铁的吸氧腐蚀中，负极金属失去电子发生氧化反应，正极氧气得到电子生成氢氧根离子，正极的电极反应式为：2H2O+O2+4e-═4OH-，
故答案为：2H2O+O2+4e-═4OH-；
（4）图⑤中钢闸门连接锌，铁、锌、海水构成原电池，Fe失电子能力小于Zn而作正极被保护，所以该保护方法属于牺牲阳极的阴极保护法；
图④中右边为辅助阳极，则钢闸门为阴极，阴极连接的是电源的负极；图⑤中电子从锌流出流向正极钢闸门，据此画出电子转移的方向为：
故答案为：⑤；负；
Ⅱ．（5）该原电池中，负极上锌失电子生成锌离子，正极上铜离子得到生成铜，电池反应式为：Zn+Cu2+=Zn2++Cu；原电池工作时，电解质溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向正极移动，则盐桥中Cl-会移向移向左边，
故答案为：Zn+Cu2+═Cu+Zn2+；左；
（6）图⑦中用石墨电极电解氯化铜溶液，阴极铜离子得到电子生成铜，阳极氯离子放电生成氯气，检验氯气的方法为：将湿润的淀粉KI试纸放在阳极产生气体处，试纸变蓝，
故答案为：将湿润的淀粉KI试纸放在阳极产生气体处，试纸变蓝．
（2015春•株洲校级月考）某化学兴趣小组在研究原电池工作原理时，设计了如图所示的装置：用导体、绝缘体制成两根杠杆，然后如图组装．杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球，调节杠杆使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液 （实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化）．
（1）一段时间后，小组成员发现甲乙两装置中的杠杆均发生偏向．甲装置中______端升高；乙装置中______端升高．（填“A”或“B”）
（2）小组成员分析后发现，造成偏向不同的原因是______装置（填“甲”或“乙”）组成了原电池．请写出该原电池的正极反应式：______．
正确答案
解：（1）甲装置中没有形成原电池，铁将溶液中铜离子转化成铜覆盖在铁表明，导致Fe的一边质量增大，则甲装置中A升高、B降低；
乙装置中形成了原电池，铁为负极，铜为正极，铁电极失去电子导致铁电极质量减小、铜电极表明析出铜导致铜电极质量增加，则乙装置中A端下降、B端升高，
故答案为：A；B；
（2）甲装置用的是绝缘体，所以不会形成原电池，乙装置中用的是导体，形成了原电池，铁为负极，铜为正极，正极发生还原反应，铜离子得到电子生成铜，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，
故答案为：乙；Cu2++2e-=Cu．
解析
解：（1）甲装置中没有形成原电池，铁将溶液中铜离子转化成铜覆盖在铁表明，导致Fe的一边质量增大，则甲装置中A升高、B降低；
乙装置中形成了原电池，铁为负极，铜为正极，铁电极失去电子导致铁电极质量减小、铜电极表明析出铜导致铜电极质量增加，则乙装置中A端下降、B端升高，
故答案为：A；B；
（2）甲装置用的是绝缘体，所以不会形成原电池，乙装置中用的是导体，形成了原电池，铁为负极，铜为正极，正极发生还原反应，铜离子得到电子生成铜，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，
故答案为：乙；Cu2++2e-=Cu．
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