题目
题型:不详难度:来源:
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(1)甲装置的名称是____________ (填“原电池”或“电解池”)。
(2) 写出电极反应式: Pt极 ; 当甲中产生0.1 mol气体时,乙中析出铜的质量应为______________。
(3)若乙中溶液不变,将其电极都换成铜电极,电键闭合一段时间后,乙中溶液的颜色___________(填“变深”、“变浅”或“无变化”)。
(Ⅱ)燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟O2(或空气)反应,将化学能转化为电能的装置。对于以强碱为电解质的CH4燃料电池,负极电极反应式为: ,随着放电的进行,溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。
(Ⅲ)由Cu2+、Cl-、Na+、SO42-四种离子中的两种离子组成的电解质溶液若干种,可选用铜电极、铂电极进行电解实验。
(1)要使电解过程中溶质的组成和质量不变,而该稀溶液的浓度增大,又无浑浊,应以_______为阳极电解 溶液,阳极电极反应式为 。
(2)以铂作阳极电解 溶液时,溶液的碱性有明显增强,且溶液保澄清,电解的总反应式为 。
答案
(3)无变化 (1分) (Ⅱ)CH4+10OH--8e=CO32-+7H2O (2分) 变小(1分)
(Ⅲ)(1) 铂(1分) Na2SO4(1分)
4OH--4e-=2H2O+O2↑(2分)(写2H2O-4e- =O2↑+4H+同样给分)
(2) NaCl(1分) 2NaCl+2H2O
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解析
试题分析:(Ⅰ)(1)由图中的铜、锌两种电极和电解质稀硫酸和闭合电路可判断:该装置为原电池,Zn比铜活泼,则Zn作负极,Cu作正极,发生电池反应为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,电子由负极流向正极,该装置将化学能转变为电能,即甲装置的名称是原电池。
(2)甲装置为原电池,将化学能转变为电能,乙装置为电解池,石墨和铂都为惰性电极,连接电源正极的铂电极为电解池的阳极,溶液中的氯离子放电,发生氧化反应:2Cl--2e-=Cl2↑。连接电源负极的碳电极为电解池的阴极,溶液中的铜离子放电,发生还原反应:Cu2++2e-=Cu。根据原电池、电解池中电子守恒,当甲中产生0.1mol气体时,铜正极上发生反应2H++2e-=H2↑,转移0.2mol电子,则根据Cu2++2e-=Cu,乙中析出铜的物质的量为0.1mol,质量为6.4克。
(3)若乙中溶液不变,将其电极都换成铜电极,电键闭合一段时间后,为电镀池,阳极铜溶解Cu-2e-=Cu2+,阴极铜上铜离子得电子析出金属铜Cu2++2e-=Cu,溶液中铜离子颜色为蓝绿色,溶液中c(Cu2+)不变,所以颜色未变。
(Ⅱ)原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应。因此甲烷燃料电池中总离子方程式为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,所以通入氧气的一极为正极发生还原反应:O2+2H2O+4e-=4OH-;通入甲烷的一极为负极,发生氧化反应,反应式为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;随着不断放电,原电池反应中反应生成水,氢氧根离子浓度减小,电解质溶液的pH减小。
(Ⅲ)由Cu2+、Cl-、Na+、SO42-四种离子中的两种离子组成的电解质溶液,可以是CuCl2、Na2SO4;也可为CuSO4、NaCl;因阳离子放电顺序为Cu2+>Na+>H+,阴离子放电顺序为Cl->OH->SO42-,惰性电极电解CuCl2溶液时,铜离子、氯离子放电,则电解质Na2SO4溶液时,电解质质量不变,水量减少,惰性电极电解电解CuSO4(或NaCl)溶液时,则铜离子、氢氧根离子(或氯离子、氢离子)放电,所以电解质和水量都减少;
(1)要使电解过程中溶质的组成和质量不变,而该稀溶液的浓度增大,又无浑浊,说明本质为电解水,用惰性电极电解,铜为不活泼金属,但作阳极溶解,所以选择铂作电极,溶液中氢离子、氢氧根离子放电,阴极:4H++4e-=2H2 ↑,阳极4OH--4e-=2H2O+O2↑,电解Na2SO4溶液时,电解质质量不变,水量减少。
(2)以铂作阳极电解硫酸铜,电解过程中,阳极:溶液中阴离子OH-、SO42-移向阳极,氢氧根离子放电发生氧化反应,电极反应式:4OH--4e-=2H2O+O2↑;阴极:溶液中阳离子Cu2+、H+移向阴极发生还原反应,电极反应:2Cu2++4e-=2Cu;所以溶液中氢氧离子浓度逐渐减小,氢离子浓度逐渐增大,pH值逐渐变小;以铂作阳极电解氯化钠溶液时,阴极电极反应式为:2H2O+2e-=H2 ↑+2OH-,阳极上氯离子失电子发生氧化反应,电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑,同时生成氢氧化钠,所以其电池反应式为:2NaCl+2H2O
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核心考点
试题【(Ⅰ)某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时,观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题: (1)甲装置的名称是______】;主要考察你对金属的腐蚀与防护等知识点的理解。[详细]
举一反三
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A.铝是负极,铝片上析出无色气体 |
B.溶液中两电极间产生白色沉淀 |
C.溶液中先产生白色沉淀,最后沉淀溶解 |
D.石墨是正极,石墨棒上析出黄绿色气体 |
A.牺牲阳极的阴极保护法构成原电池,被保护的金属作正极 |
B.当镀锌铁制品的镀层破损时,镀层不能对铁制品起保护作用 |
C.不锈钢不易生锈是因为表面有保护膜 |
D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 |
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A.①②③④⑤ | B.④③②①⑤ | C.④③①②⑤ | D.④②③①⑤ |
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(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图,其总反应式为H2+2NiOOH
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极周围溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”),该电极的电极反应_________。
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(2)Cu2O是一种半导体材料,可通过如图所示的电解装置制取,电解总反应式为
2Cu+H2O
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用镍氢电池作为电源进行电解,当电池中有1 mol H2被消耗时,Cu2O的理论产量为______g。
(3)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的________腐蚀。为防止这种腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,该方法叫 ________。
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A.放电时Cd电极发生氧化反应 |
B.放电时电解质溶液中的OH-向负极移动 |
C.放电时负极附近溶液的碱性不变 |
D.充电时阳极反应:Ni(OH)2+OH—+e—=NiOOH+H2O |
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