(10分)电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容。某兴趣小组做如下探究实验:Ⅰ.(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应:(用离子方程式表示)_______

(10分)电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容。某兴趣小组做如下探究实验:Ⅰ.(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应:(用离子方程式表示)_______

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(10分)电解原理和原电池原理是电化学的两个重要内容。某兴趣小组做如下探究实验:

Ⅰ.(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应:(用离子方程式表示)_______________________________设计的原电池装置,反应前,电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差12 g,导线中通过________mol电子。
(2)其他条件不变,若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液,石墨电极反应式为________________________,这是由于NH4Cl溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”),用离子方程式表示溶液显此性的原因____________________________________________。
(3)如图其他条件不变,若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型,则乙装置中石墨(1)为________极(填正、负、阴、阳),乙装置中与铜线相连石墨电极上发生的反应式为_________________________________。

Ⅱ.如右图所示装置,通电5 min后,第③极增重2.16 g,同时在A池中收集到标准状况下的气体224 mL。
请完成下列问题:

①第②极上生成的物质为________mol。
②写出第①极上发生反应的电极反应式_________________________。
③设A池中原混合液的体积为200 mL,则通电前A池原混合液中Cu2的浓度为________ mol/L。
答案
Ⅰ.(1)Fe+Cu2=Fe2+Cu    0.2
(2)2H+2e=H2↑   酸性        NH4++H2ONH3·H2O+H
(3) 阴     2Cl-2e=Cl2
Ⅱ.(1)①0.005    ②Cu2+2e=Cu 2H+2e=H2↑(共1分)   ③0.025
解析

试题分析:Ⅰ.由图可知该装置为原电池,Fe为负极,发生:Fe-2e-=Fe2-,石墨为正极,发生Cu2++2e-=Cu,总反应式为Fe+Cu2+═Fe2++Cu,一段时间后,两电极质量相差12g,
则Fe+Cu2+═Fe2++Cu  两极质量差△m   转移电子
56g         64g    56g+64g=120g       2mol
12g                 n
n=0.2mol
(2)若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液,溶液呈酸性,发生:NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+,负极发生2H++2e-═H2↑,负极发生Fe-2e-=Fe2-
(3)将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型,则甲装置为原电池,铁做负极,铜为正极。乙装置为电解池,石墨(1)为阴极,乙装置中与铜线相连石墨电极为阳极。发生的反应式为2Cl-2e=Cl2
Ⅱ.由图可知,B装置为电解池,第③极增重2.16g,发生Ag++e-=Ag,n(Ag)=0.02mol,则转移电子为0.02mol,
A池中收集到标准状况下的气体224mL,所以气体的物质的量为0.224L/22.4L/mol=0.01mol,
A装置中阳极发生4OH--4e-=O2↑+2H2O,转移0.02mol电子。第②极生成气体为0.005mol,
所以第①极上发生反应的电极反应式为
2H++2e-=H2↑,
0.01  0.005
Cu2++2e-=Cu
0.005 0.01
即Cu2+的物质的量为(0.02−0.005×2)/ 2=0.005mol,
c(Cu2+)=0.005mo/l0.2L=0.025mol/L。
举一反三
钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。

(1)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________(填字母)。
A.铜B.钠
C.锌D.石墨
(2)图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。
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2008年10月8日,美籍华裔科学家钱永健获得2008年度诺贝尔化学奖。16岁时,他凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目,荣获“美国西屋科学天才奖”。下列叙述正确的是
A.金属腐蚀就是金属失去电子被还原的过程
B.将水库中的水闸(钢板)与外加直流电源的负极相连,正极连接到一块废铁上可防止水闸被腐蚀
C.合金的熔点都高于它的成分金属,合金的耐腐蚀性也都比其成分金属强
D.铜板上的铁铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应:Fe-3e- = Fe3+,继而形成铁锈

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按下图所示装置进行实验,并回答下列问题:


(1)判断装置的名称:A池为__________________,B池为________________________。
(2)铁极为_________极,电极反应式为________________________;铜极为________极,电极反应式为________________________ ;石墨棒C1为_______极,电极反应式为____________________________;石墨棒C2附近发生的实验现象为________,反应结束后,B池溶液的pH值________。(增大、减小、不变,忽略气体溶于水)
(3)当C2极析出224 mL气体(标准状况下),铁的质量________(增加或减少)__________g
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某反应中反应物与生成物有:FeCl2、FeCl3、CuCl2、Cu。
(1)将上述反应设计成的原电池如图甲所示,请回答下列问题:
 
①图中X溶液是_____________________________;
②石墨电极上发生的电极反应式为__________________________________________;
③原电池工作时,盐桥中的____________(填“K”或“Cl”)不断进入X溶液中。
(2)将上述反应设计成的电解池如图乙所示,乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量的变化关系如图丙,请回答下列问题:
①M是__________极;
②图丙中的②线是______________的变化。
③当电子转移为2 mol时,向乙烧杯中加入________ L 5 mol·L-1 NaOH溶液才能使所有的金属阳离子沉淀完全。
(3)铁的重要化合物高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂,具有很多优点。
①高铁酸钠生产方法之一是电解法,其原理为Fe+2NaOH+2H2O=Na2FeO4+3H2↑,则电解时阳极的电极反应式是__________________________________。
②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高铁酸钠、氯化钠和水,该反应的离子方程式为_______________________________________。
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下图甲池和乙池中的四个电极都是铂电极,乙池溶液分层,上层溶液为盐溶液,呈中性。请根据图示判断下列有关说法正确的是:
A.甲池的电解池,乙池是原电池
B.通入乙醇的铂电极反应式为C2H5OH+16OH-+12e-=2CO32-+11H2O
C.反应一段时间后,两池溶液的pH均未变化
D.假如乙池中加入NaI溶液,则在乙池反应过程中,可以观察到C电极周围的溶液呈现棕黄色,反应完毕后,用玻璃棒搅拌溶液,则下层溶液呈现紫红色,上层接近无色

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