按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并回答下列問題:
(1)判斷裝置的名稱:A池為 ,B池為 。
(2)鋅極為 極,電極反應(yīng)式為 ;銅極為 極,電極反應(yīng)式為 ;石墨棒C1為 極,電極反應(yīng)式為 ;石墨棒C2附近發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 ,反應(yīng)結(jié)束后,B池溶液的pH值 。(增大、減小、不變,忽略氣體溶于水) 。
(3)當(dāng)C2極析出224 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),鋅的質(zhì)量 (增加或減少) g。
(1)原電池(1分) 電解池(1分)
(2)負(fù)極(1分)Zn-2e-=Zn2+ (2分)正極(1分)Cu2++2e-="Cu" (2分)
陽極(1分) 2Cl--2e-=Cl2↑,(2分) 有氣體生成,溶液變紅(2分) 增大(1分)
(3)減少 (1分) 0.65(1分)
解析試題分析:(1)鋅與硫酸銅可以發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng),因此A裝置是原電池。B裝置中電極均是惰性電極,屬于電解池。
(2)原電池中較活潑的金屬作負(fù)極,則鋅是負(fù)極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+;銀是正極,溶液中的銅離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu。C1電極與原電池的正極相連作陽極,溶液中的氯離子放電,電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑。C2電極與原電池的負(fù)極相連作陰極,溶液中的氫離子放電,電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑。由于氫離子放電破壞陰極周圍水的電離平衡,導(dǎo)致陰極周圍氫離子濃度小于氫氧根離子濃度,溶液顯堿性,堿能使酚酞顯紅色。B裝置中總的化學(xué)方程式為2KCl+2H2O2KOH+H2↑+Cl2↑,即裝置中有氫氧化鉀強(qiáng)堿生成,因此溶液的堿性增強(qiáng)。
(3)若工作一段時(shí)間后,生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣224ml,其物質(zhì)的量是0.01mol,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.02mol。根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知消耗鋅的物質(zhì)的量是0.01mol,質(zhì)量減少0.01mol×65g/mol=0.65g。
考點(diǎn):考查電化學(xué)原理的應(yīng)用
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(每空1分,共8分)
利用生活中或?qū)嶒?yàn)室中常用的物品,根據(jù)氧化還原反應(yīng)知識和電學(xué)知識,自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)原電池。請?zhí)顚懴铝锌瞻?
(1)實(shí)驗(yàn)原理:Fe+2H+Fe2++H2↑。
(2)實(shí)驗(yàn)用品:電極( 、 )、稀硫酸、 (填寫所缺的實(shí)驗(yàn)用品)、耳機(jī)(或者電流計(jì))。
(3)實(shí)驗(yàn)裝置:
(4)原電池設(shè)計(jì)及注意的問題。
①按如圖所示連接好實(shí)驗(yàn)儀器,注意觀察(耳朵聽)耳機(jī)是否有聲音發(fā)出,如果沒有,可將原電池的兩個(gè)電極中的一極接觸耳機(jī)插頭上的一極(注意:接觸的同時(shí)耳機(jī)的另一個(gè)極是連接在原電池的另一個(gè)電極上的),這時(shí)可以聽見耳機(jī)發(fā)出“嚓嚓嚓”聲音。其原因是:在原電池中,由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 。
②如果將裝置中的耳機(jī)改為電流計(jì),則鐵釘應(yīng)該接電流計(jì)的 極,電極反應(yīng)是 ;另一極應(yīng)該接電流計(jì)的 極,電極發(fā)生了 反應(yīng)(“氧化”或“還原”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(9分)鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良,是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示,其中電解質(zhì)LiCIO4。溶于混合有機(jī)溶劑中,Li+通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。
回答下列問題:
(1)外電路的電流方向是由____極流向____極。(填字母)
(2)電池正極反應(yīng)式為____。
(3)是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑?____(填“是”或“否”),原因是____________。
(4)MnO2可與KOH和KClO3,在高溫下反應(yīng),生成K2MnO4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。K2MnO4在酸性溶液中歧化,生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(9分)
新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料,兩電極上分別通入CH4和O2 ,電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源,進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn),如圖所示。
回答下列問題:
(1)甲烷燃料電池正極、負(fù)極的電極反應(yīng)分別為 、 。
(2)閉合K開關(guān)后,a、b電極上均有氣體產(chǎn)生.其中b電極上得到的是 ,電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為 ;
(3)若每個(gè)電池甲烷通入量為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),且反應(yīng)完全,則理論上通過電解池的電量為
(法拉第常數(shù)F=9.65×l04C.mol-1,列式計(jì)算),最多能產(chǎn)生的氯氣體積為 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
如圖所示的裝置中電極a、b均為碳棒,兩燒杯中所盛溶液均為500mL1.0mol/L。
⑴A為 (填“原電池”或“電解池”),其中Ag電極的電極反應(yīng)式為: ;發(fā)生 反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。
⑵B裝置中的電極b極為 極,電極反應(yīng)式為 ,
總反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
⑶工作一段時(shí)間后,當(dāng)Zn片質(zhì)量減少6.5g時(shí),a極逸出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積 L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
在一個(gè)U形管里盛有CuCl2溶液,并插入兩塊鋅片作電極,按如圖連接。
(1)如果把電鍵K接A,該裝置應(yīng)是電解裝置,Zn①極是 極,電極反應(yīng)式為 ,Zn②極是 極,電極反應(yīng)式為 。
(2)上述反應(yīng)進(jìn)行5 min后,轉(zhuǎn)換電鍵K到C,則這個(gè)裝置是原電池裝置,Zn①極是 極,電極反應(yīng)式為 。
(3)上述裝置進(jìn)行2 min后,再轉(zhuǎn)換電鍵K到B,則Zn①極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為 ,Zn②極發(fā)生的有關(guān)電化學(xué)的反應(yīng)為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料,兩電極上分別通入CH4和O2 ,電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源,進(jìn)行飽和氧化鈉轄液電解實(shí)驗(yàn),如圖所示。
回答下列問題:
(1)甲烷燃料電池正極、負(fù)極的電極反應(yīng)分別為 、 。[來源:學(xué)科網(wǎng)ZXXK]
(2)閉合K開關(guān)后,a、b電極上均有氣體產(chǎn)生.其中b電極上得到的是 ,電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為 ;
(3)若每個(gè)電池甲烷通如量為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),且反應(yīng)完全,則理論上通過電解池的電量為 (法拉第常數(shù)F=9.65×l04C · mol-1列式計(jì)算),最多能產(chǎn)生的氯氣體積為 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
可以將氧化還原反應(yīng)2H2+O22H2O設(shè)計(jì)成原電池。
(1)利用氫氣和氧氣、氫氧化鉀溶液構(gòu)成燃料電池,則負(fù)極通的氣體應(yīng)是 ,正極通的氣體就是 ,電極反應(yīng)為:正極 ,負(fù)極 。
(2)如果把KOH改為稀硫酸作電解質(zhì),則電極反應(yīng)為:正極: ,負(fù)極: 。
(3)(1)和(2)的電解質(zhì)溶液不同,反應(yīng)進(jìn)行后,其溶液的pH各有何變化? 。
(4)如把H2改為甲烷,KOH溶液作電解質(zhì)溶液,則電極反應(yīng)為:正極: ,負(fù)極: 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
甲、乙的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,丙、丁分別是氯堿工業(yè)生產(chǎn)示意圖和制備金屬鈦的示意圖。
請回答下列問題:
(1)寫出甲裝置中碳棒表面的電極反應(yīng)式:_________________________
(2)已知:5Cl2+I(xiàn)2+6H2O=10HCl+2HIO3。若將濕潤的淀粉KI試紙置于乙裝置中的碳棒附近,現(xiàn)象為________________________________;若乙裝置中轉(zhuǎn)移0.02 mol電子后停止實(shí)驗(yàn),燒杯中溶液的體積為200 mL,則此時(shí)溶液的pH=________。(室溫條件下,且不考慮電解產(chǎn)物的相互反應(yīng))
(3)工業(yè)上經(jīng)常用到離子交換膜,離子交換膜有陽離子交換膜和陰離子交換膜兩種,陽離子交換膜只允許陽離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過。當(dāng)乙裝置中的反應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)時(shí),為了阻止兩極產(chǎn)物之間的反應(yīng),通常用如丙圖所示的裝置,Na+的移動(dòng)方向如圖中標(biāo)注,則H2的出口是________(填“C”、“D”、“E”或“F”);________(填“能”或“不能”)將陽離子交換膜換成陰離子交換膜。
(4)研究發(fā)現(xiàn),可以用石墨作陽極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaO作電解質(zhì),利用丁裝置獲得金屬鈣,并以鈣為還原劑,還原二氧化鈦制備金屬鈦。
①寫出陽極的電極反應(yīng)式:_____________________________________。
②在制備金屬鈦前后,CaO的總量不變,其原因是(請結(jié)合化學(xué)用語解釋)____________________________________ __。
③電解過程中需定期更換陽極材料的原因是
___________________ __________________________________________
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