为了探究原电池和电解池的工作原理,某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。 I.用图甲所示装置进行第一组实验时:(1)在保证电极反应不变的情
题型:不详难度:来源:
为了探究原电池和电解池的工作原理,某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。 I.用图甲所示装置进行第一组实验时: (1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu作电极的是 (填序号)。(2)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 。 II.该小组同学用图乙所示装置进行第二组实验时发现,两极均有气体产生,且Y极溶液逐渐变成紫红色:停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料知,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息,回答下列问题: (3)电解过程中,X极溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”) (4)电解过程中,Y极发生的电极反应为4OH−-4e−=2H2O+O2↑和 。 (5)电解进行一段时间后,若在X极收集到672mL气体,Y电极(铁电极)质量减小0.28g,则在Y极收集到气体为 mL(均已折算为标准状况时气体体积)。 (6)K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电池反应为: 2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,该电池正极发生的电极反应式为 。 |
答案
(1)B (2)从右向左; 滤纸上有蓝色沉淀产生 (3)增大 (4)Fe − 6e−+ 8OH−=FeO42− + 4H2O (5)168 (6)2FeO42− + 6e− + 5H2O=Fe2O3 + 10OH− |
解析
试题分析:(1)甲装置是原电池,Zn作负极,Cu作正极。若要保证电极反应不变,则另一个电极的活动性只要比Zn弱即可。根据金属活动性顺序,Mg>Zn,不能是Mg。(2)根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,实验过程中,SO42−会向正电荷较多的Zn电极方向移动。即从右向左移动。此时由于在阳极上发生反应Cu-2e-=Cu2+,产生的Cu2+在溶液中发生反应Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓.所以在滤纸上能观察到的现象是有蓝色沉淀产生。(3)由图可知:X为阴极。电解过程中,X极上发生:2H++2e-=H2↑,破坏了水的电离平衡,水继续电离。最终导致溶液的C(OH-)增大,所以溶液的pH增大。(4)根据已知条件可知:在电解过程中,Y极发生的电极反应为4OH−-4e−=2H2O+O2↑和Fe − 6e−+ 8OH−=FeO42− + 4H2O(5)n(H2)=0.672L÷22.4L/mol=0.03mol.n(e-)=0.06mol.在整个电路中电子转移数目相等。4×n(O2)+6×(0.28g÷56g/mol)= 0.06mol。解得n(O2)=0.0075mol.所以V(O2)= 0.0075mol×22.4L/mol= 0.168L =168ml. (6)K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,Zn作负极,负极的电极反应式为3Zn-6e-+6OH-=3Zn(OH)2。K2FeO4在电池中作为正极材料,其电池反应为:2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2.用总反应式—负极电极式可得:该电池正极发生的电极反应式为2FeO42− + 6e− + 5H2O=Fe2O3 + 10OH− |
举一反三
下图的各容器中盛有海水,铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是
A.⑷>⑵>⑴>⑶ | B.⑵>⑴>⑶>⑷ | C.⑷>⑵>⑶>⑴ | D.⑶>⑵>⑷>⑴ |
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下列叙述正确的是 ①锌跟稀硫酸反应制取氢气,加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率 ②镀层破损后,白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀 ③电镀时,应把镀件置于电解槽的阴极 ④冶炼铝时,用电解熔融氧化铝的方法 ⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3•nH2O |
铅蓄电池的电池总反应式为:Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O 该电池放电时的正极反应式为 , 电池充电时的阴极反应式为 。 |
有下图所示装置:
(1)装置A中b为 极,电极反应式为 ,a极反应式为 ; (2)装置B中C为 极,电极反应式为 。 (3)当铁电极的质量变化为12.8g时,a极上消耗O2在标准状况下的体积为 L。 (4)若将装置B中的CuSO4溶液更换为100mL滴有酚酞的饱和NaCl溶液,电解一段时间后 极附近颜色变红,当装置A中消耗0.05mol氢气时,装置B中溶液的pH为 。 (5)若将装置B改为电解精炼铜,则粗铜作 极,另一极反应为 。 |
下列叙述正确的是A.纯锌与硫酸反应时,加入少量CuSO4溶液,可使反应速率加快 | B.甲醇和氧气以及KOH溶液构成的新型燃料电池中,其负极上发生的反应为:CH3OH+6OH- +6e-=CO2 +5H2O | C.在铁件上镀铜时,金属铜作阴极 | D.电解精炼铜时电解质溶液中铜离子浓度保持不变 |
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