某兴趣小组采用如下方法制作氢氧燃料电池。(1)如图A所示:a、b均为多孔石墨棒(多孔石墨棒,可吸附并储存生成的气体),其中a与直流电源正极相连,b与直流电源负极
题型:不详难度:来源:
某兴趣小组采用如下方法制作氢氧燃料电池。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200110/20200110224913-98616.jpg) (1)如图A所示:a、b均为多孔石墨棒(多孔石墨棒,可吸附并储存生成的气体),其中a与直流电源正极相连,b与直流电源负极相连,电解质溶液为NaOH溶液,则a电极上发生的电极反应式为_________________,电解后溶液的pH____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)然后如图B所示,移走直流电源,在a、b极间连接一个发光二极管,可以看到二极管发光。此时的电流方向是______________(填“a→b”或“b→a”),b极的电极反应式为______________________________ _。 (3)假设a极吸收22.4L(标准状况)气体,能量转化率为60%,则通过二极管的电子的物质的量为______________。 |
答案
(1)4OH--4e-=2H2O + O2↑(3分) 增大(2分) (2)a→b (2分) H2+2OH--2e-=2H2O(3分) (3)2.4mol(2分) |
解析
试题分析:(1)a与直流电源正极相连,则a电极是阳极,所以溶液中的OH-放电生成氧气,电极反应式是4OH--4e-=2H2O + O2↑。惰性电极电解氢氧化钠溶液,相当于是电解水,所以氢氧化钠溶液的浓度增大,pH升高。 (2)由于a电极生成氧气,b电极生成氢气,所以此时是氢氧燃料电池,其中a是正极,b是负极,因此电流的方向是a→b;电解质是氢氧化钠溶液,所以负极电极反应式是 H2+2OH--2e-=2H2O。 (3)氧气的物质的量是1mol,在反应中得到4mol电子,由于能量的转化率是60%,因此通过二极管的电子的物质的量是4mol×60%=2.4mol。 点评:在原电池中较活泼的金属作负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极上,所以溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。正极得到电子,发生还原反应。而在电解池中阳极失去,阴极得到电子,如果是惰性电极,则阳极是溶液中的阴离子失去电子,阴极是溶液中的阳离子得到电子,据此可以判断。 |
举一反三
如圆,四种装置中所盛的溶液体积均为500mL,浓度均为0.4 mol·L-1,工作一段时间后,测得导线上均通过了0.10mol电子,此时溶液中的pH由大到小的顺序是
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200110/20200110224909-62736.jpg) |
(12分)蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是:NiO2 + Fe + 2H2O Fe(OH)2 + Ni(OH)2。 (1)若此蓄电池放电时,该电池某一电极发生还原反应的物质是 (填序号)。A.NiO2 | B.Fe | C.Fe(OH)2 | D.Ni(OH)2 | (2)该电池放电时,正极附近溶液的PH (填增大、减小、不变) (3)充电时该电池阳极的电极反应式 (4)用此蓄电池分别电解以下两种溶液,假如电路中转移了0.02 mole-,且电解池的电极均为惰性电极,试回答下列问题。 ①电解M(NO3)x溶液时某一电极增加了 g M,则金属M的相对原子质量为 (用含“ 、x”的表达式表示)。 ②电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100mL,阳极产生的气体在标准状况下的体积是 ;将电解后的溶液加水稀释至1L,此时溶液的PH= 。 |
(8分)用铝制饭盒盛放醋酸,一段时间后,饭盒被腐蚀,该种腐蚀属 ,反应的电极反应式为 。若用铝制饭盒盛放食盐(含水时),一段时间后,饭盒被腐蚀,这种腐蚀叫做 ,反应原理是(写电极反应式) 。 |
(11分)铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用做催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 (1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式是______________________。 (2)若将1中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图__________________(标出正、负极材料及电解质溶液),并写出电极反应式。 正极反应________________,负极反应__________________。 (3)某科研人员发现劣质不锈钢在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从提供的药品:Cl2 浓H2SO4 NaOH溶液 CuO Cu中选择两种水可任选,设计最佳实验,验证劣质不锈钢易被腐蚀。 有关反应的化学方程式①_____________________________ ②_____________________________。 劣质不锈钢腐蚀的实验现象_____________________________。 (4)Li—SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl2=== 4LiCl+S+SO2。该电池正极发生的电极反应为____________________________。 |
下列有关电化学的内容正确的是A.马口铁和白铁皮破损后,白铁皮比马口铁腐蚀快,所以使用白铁皮时要注意防止铁皮出现刮痕 | B.原电池中电子从负极流出流入正极,电解池中电子从阴极流出流入电源负极 | C.已知磷酸亚铁锂电池总反应为FePO4 + Li LiFePO4,电池中的固体电解质可传导Li+,则该电池充电时阳极电极反应式为:LiFePO4-e-=FePO4+Li+ | D.常温下以C选项中电池为电源以石墨为电极电解200mL饱和食盐水,当消耗1.4g Li时,溶液的pH为13(忽略溶液的体积变化) |
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