題目列表(包括答案和解析)
19. 將銅棒與鋅棒用導(dǎo)線連接,依次插入分別盛有:①硫酸溶液;②硫酸銅溶液;③硫酸鈉溶液的三個燒杯中,此時,
(1)銅片上發(fā)生的主要反應(yīng)的電極反應(yīng)式是:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________。
(2)銅制品在經(jīng)常下酸雨的地區(qū)電化學(xué)腐蝕嚴(yán)重,寫出此電化學(xué)腐蝕的電極反應(yīng)式:
正極________________________________________________________________________;
負極________________________________________________________________________。
(3)將表面去掉氧化膜的鎂片與鋁片用帶電流表的導(dǎo)線連接,插入盛有燒堿溶液的燒杯中,此時發(fā)現(xiàn)電流計指針偏轉(zhuǎn),判斷此原電池的正負極,并寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。
正極:________,電極反應(yīng)式:________________________________________________________________________,
負極:________,電極反應(yīng)式:________________________________________________________________________,
總反應(yīng):________________________________________________________________________。
答案:(1)①2H++2e-―→H2↑、贑u2++2e-―→Cu ③O2+2H2O+4e-―→4OH-
(2)O2+2H2O+4e-―→4OH- Cu-2e-―→Cu2+ (3)Mg 2H++2e-―→H2↑ Al
Al+4OH--3e-―→[Al(OH)4]- 2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
18.(1)將鋅片和銀片浸入稀硫酸中組成原電池,兩電極間連接一個電流計。
鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)式:
________________________________________________________________________;
銀片上發(fā)生的電極反應(yīng)式:
________________________________________________________________________。
(2)若該電池中兩電極的總質(zhì)量為60 g,工作一段時間后,取出鋅片和銀片洗凈干燥后稱重,總質(zhì)量為47 g,試計算:
①產(chǎn)生氫氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況);
②通過導(dǎo)線的電量。(已知NA=6.02×1023/mol,電子電量為1.60×10-19C)
解析:(1)鋅片和銀片與稀硫酸構(gòu)成原電池
鋅片為負極,發(fā)生氧化反應(yīng):Zn-2e-===Zn2+
銀片為正極,發(fā)生還原反應(yīng):2H++2e-===H2↑
(2)①鋅片與銀片減少的質(zhì)量等于生成氫氣所消耗的鋅的質(zhì)量,設(shè)產(chǎn)生的氫氣體積為x。
Zn+2H+===Zn2++H2↑
65 g 22.4 L
60 g-47 g=13 g x
x=13 g×22.4 L÷65 g=4.48 L
②反應(yīng)消耗的鋅為:13 g÷65 g·mol-1=0.20 mol
1 mol Zn變?yōu)閆n2+時,轉(zhuǎn)移2 mol e-,則通過的電量為:0.20 mol×2×6.02×1023 mol-
1×1.6×10-19 C=3.8×104 C。
答案:(1)Zn-2e-===Zn2+ 2H++2e-===H2↑ (2)①4.48 L、3.8×104 C
17.依據(jù)氧化還原反應(yīng):
2Ag+(aq)+Cu(s)===Cu2+(aq)+2Ag(s)設(shè)計的原電池如圖所示。
請回答下列問題:
(1)電極X的材料是________;電解質(zhì)溶液Y是____________;
(2)銀電極為電池的______________極,發(fā)生的電極反應(yīng)為________________;X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為
________________________________________________________________________;
(3)外電路中的電子是從________電極流向________電極。
思路點撥:正確理解和運用原電池原理,抓住反應(yīng)特征,結(jié)合裝置圖確定電極名稱和電極反應(yīng),進而確定電解質(zhì)和電子的流向。
解析:(1)根據(jù)所給的氧化還原反應(yīng),Cu(s)在反應(yīng)中變成Cu2+被氧化,電極X為原電池的負極,發(fā)生氧化反應(yīng),所以電極X的材料是Cu。電解液Y應(yīng)能提供Ag+,故為AgNO3溶液。
(2)銀電極上發(fā)生了還原反應(yīng),故為原電池的正極,電極反應(yīng)為Ag++e-―→Ag。X電極上發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)為:Cu―→Cu2++2e-。
(3)外電路中的電子從負極流向正極,即從銅電極流向銀電極。
答案:(1)銅 AgNO3溶液 (2)正 Ag++e-―→Ag Cu―→Cu2++2e- (3)銅 銀
16.(Ⅰ)21世紀(jì)最富有挑戰(zhàn)性的課題之一是使汽油氧化直接產(chǎn)生電流。新研制的某汽油燃料電
池的工作原理為:一個電極通入空氣,另一電極通入汽油蒸氣,摻雜了Y2O3的ZrO2晶體
作電解質(zhì),它在高溫下傳導(dǎo)O2-離子。填寫下列空白。
(1)汽油燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率比汽油在發(fā)動機里燃料產(chǎn)生動力的能量轉(zhuǎn)化率
__________(填“高”或“低”)。
(2)若用丁烷(C4H10)代表汽油,則該燃料電池總反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
________________________________________________________________________
通入空氣的電極為__________極(填“正”或“負”),其電極反應(yīng)式為:
________________________________________________________________________
(3)該汽油燃料電池的不足之處是汽油被氧化不完全,產(chǎn)生的______可能堵塞氣體通道。
(Ⅱ)古代鐵器(埋藏在地下)在嚴(yán)重缺氧的環(huán)境中,仍然銹蝕嚴(yán)重(電化學(xué)腐蝕)。原因是一種
叫做硫酸鹽還原菌的細菌,能提供正極反應(yīng)的催化劑,可將土壤中的SO還原為S2-,該
反應(yīng)放出的能量供給細菌生長、繁殖之需。
(1)寫出該電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)的電極反應(yīng)式:
________________________________________________________________________。
(2)文物出土前,鐵器表面的腐蝕產(chǎn)物可能有(寫化學(xué)式)
________________________________________________________________________。
解析:(Ⅰ)本題主要考查了原電池的工作原理,要求正確判斷正、負極和電極反應(yīng)式的寫法,
屬理解層次的內(nèi)容。(1)由于燃料電池具有較高的能量利用率。故燃料電池氧化汽油比在發(fā)
動機里燃燒產(chǎn)生動力的能量轉(zhuǎn)化率高;(2)電池放電時,就是丁烷發(fā)生氧化反應(yīng),則電池總
反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2C4H10+13O2===8CO2+10H2O,發(fā)生還原反應(yīng)的極為電
池的正極,故通入空氣的一極為正極;(3)汽油氧化不完全,易產(chǎn)生炭粒,易堵塞氣體通道。
(Ⅱ)在無氧的條件下,正極SO發(fā)生還原為S2-:SO+4H2O+8e-===S2-+8OH-;負極
鐵發(fā)生氧化反應(yīng):Fe-2e-===Fe2+,生成的Fe2+再和S2-和OH-反應(yīng)生成FeS和Fe(OH)2。
答案:(Ⅰ)(1)高 (2)2C4H10+13O2===8CO2+10H2O 正 O2+4e-===2O2- (3)炭
(Ⅱ)(1)SO+8e-+4H2O===S2-+8OH- (2)Fe(OH)2,F(xiàn)eS
15. (2009·海南單科,15)LiSOCl2電池可用于心臟起博器。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解液是LiAlCl4SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為:4Li+2SOCl2===4LiCl+S+SO2。
請回答下列問題:
(1)電池的負極材料為________________,發(fā)生的電極反應(yīng)為________________;
(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為
________________________________________________________________________;
(3)SOCl2易揮發(fā),實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中,實驗現(xiàn)象是________________,反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。
(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行,原因是________________。
解析:(1)、(2)電池負極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng)。(3)由NaOH與SOCl2反應(yīng)的產(chǎn)物為Na2SO3、NaCl可知,SOCl2與水反應(yīng)生成H2SO3和HCl。(4)由于電池材料易與水、O2反應(yīng)。
答案:(1)鋰 Li-e-―→Li+
(2)2SOCl2+4e-―→4Cl-+S+SO2
(3)出現(xiàn)白霧,有刺激性氣體生成 SOCl2+H2O===2HCl↑+SO2↑
(4)鋰是活潑金屬,易與H2O、O2反應(yīng);SOCl2也可與水反應(yīng)
14.如圖所示裝置中,所列M、N、P物質(zhì),其中可以成立的是( )
選項 |
M |
N |
P |
A |
鋅 |
銅 |
稀硫酸溶液 |
B |
銅 |
鐵 |
稀鹽酸 |
C |
銀 |
鋅 |
硝酸銀溶液 |
D |
鋅 |
鐵 |
硝酸鐵溶液 |
解析:該原電池中M棒變粗,N棒變細。說明原電池反應(yīng)時N棒溶解作負極,溶液中
有金屬析出在M棒上。M棒作正極,A、B選項中,電解質(zhì)溶液分別為稀H2SO4和稀
鹽酸,原電池工作時,不會有金屬析出,C選項正極反應(yīng)為Ag++e-===Ag。而D選
項正極反應(yīng)為Fe3++e-===Fe2+,不會有金屬析出。
答案:C
13.近年來,有科學(xué)家在研究利用發(fā)電廠產(chǎn)生的SO2制成原電池,其電池反應(yīng)方程式為:
2SO2+O2+2H2O===2H2SO4,該電池電動勢為1.06 V。
(1)寫出電極反應(yīng):負極反應(yīng)式為:________________;正極反應(yīng)式為:________________。
(2)使用這種方法處理發(fā)電廠廢氣中SO2的優(yōu)點是________________。
解析:根據(jù)原電池反應(yīng)原理,負極上發(fā)生氧化反應(yīng),正極上發(fā)生還原反應(yīng)。SO2跟O2反應(yīng)生成H2SO4時,SO2被氧化、O2被還原,所以SO2應(yīng)該在負極上反應(yīng),O2應(yīng)該在正極上反應(yīng)。
答案:(1)SO2+2H2O-2e-―→SO+4H+;O2+4H++4e-―→2H2O
(2)從環(huán)保的角度看,利用上述電池,可以在回收二氧化硫的同時得到副產(chǎn)品H2SO4,減少環(huán)境污染,又能在回收過程中獲得電能,一舉多得
12.將純鋅片和純銅片按如圖所示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間,以下敘述正確的是( )
A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生
B.甲中銅片是正極,乙中銅片是負極
C.兩燒杯中溶液的pH均增大
D.產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢
解析:甲池中鋅與銅用導(dǎo)線連接后浸入稀H2SO4中,形成原電池,乙池中僅發(fā)生鋅與H2SO4的反應(yīng)。所以甲池中銅片表面有氣泡產(chǎn)生,乙池不構(gòu)成原電池,兩池中c(H+)均減小,甲池中產(chǎn)生氣泡的速率比乙快。
答案:C
11.下列裝置中,都伴隨有能量變化,其中是由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿氖? )
解析:A項是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能;B項是將水的勢能轉(zhuǎn)化成電能;C項是將太陽能轉(zhuǎn)化成熱能。
答案:D
10.有關(guān)下圖裝置敘述正確的是( )
A.這是電解NaOH溶液的裝置
B.這是一個原電池裝置,利用該裝置可長時間的觀察到Fe(OH)2沉淀的顏色
C.Pt為正極,其電極反應(yīng)為:O2+4e-+2H2O―→4OH-
D.Fe為陽極,電極反應(yīng)為:2Fe-4e-+4OH-―→2Fe(OH)2
解析:該裝置沒有外接電源,故不是電解裝置,A錯;對于B項,因為向NaOH(aq)不斷通入空氣,故Fe(OH)2生成后立即被氧化成Fe(OH)3;D項中Fe是負極,發(fā)生氧化反應(yīng),也可稱陽極。
答案:CD
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