将盐水串联在有小灯泡电路计算的电路中,小灯泡电路计算会亮么?相当于一个电解池吗?

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电压表导电吗?在测电压时要是给电压表串联一个小灯光泡,小灯泡会亮吗?
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小灯泡不会亮,但电压表有示数,说明电压表导电;而灯泡不亮,主要原因是电压表电阻无穷大,流过的电流几乎为零;再加上串联电路是分压电路,电压表两端的电压最大,而灯泡两端的电压几乎为零;所以灯泡不亮.
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导电,导极少量的电。实际上,目前还没有发现完美的绝缘体。电流非常小,灯泡是不会亮的。
不会亮,电压表可以看做断路(初中阶段),但实际会有电流通过。小灯泡不会亮,串联分压~
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灯泡电功率详解
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灯泡电功率详解
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2012年高考化学实验专题系列《化学反应与能量》
2012年高考化学实验专题系列《化学反应与能量》
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热化学方程式的书写、盖斯定律、原电池和电解池都是高考的热点,属于每年高考必考的内容。从历年高考试题来看,其考查方式灵活多样,可以独立命题考查,也可以贯穿于填空、推断、实验、计算等各类试题之中,考查盖斯定律的计算、新型电池电极方程式的判断、原电池和电解池的工作原理。
在复习中,要注意通过对比、归纳的方法,,要注意提高运用知识分析处理新情景下问题的能力。
第一节 化学能与热能
考纲 要求 名师解读
Ⅰ 近5年来,新课标新能源的开发和综合利用的考查2013年高考对本节的考查仍将
2.能举例说明化学能与热能的相互转化。 Ⅰ
4.能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算. Ⅱ
4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础.了解化学在解决能源危机中的重要作用. Ⅰ
1化学反应的热效应
化学反应前后的物质所具有的能量不同,表现为化学反应过程中存在着能量的变化,当其以热量(换算成相应的热量)来表述时,称为“焓变”,符号“△H”。其数据可以通过实验测量,也可以通过理论计算求得。
①化学反应的热效应是指在某温度下化学反应_____或____的热量。其通常用符号Q表示,Q>0,表示______;Q0时,反应为
反应;当?H 0
;△H 0,放热反应ΔHΔH2
D.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH>0
考点二热化学方程式的书写与正误判断
该考点经常以选择题或者填空题型出现。与普通化学方程式相比,书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外还应注意以下四点:
1.注意ΔH的符号和单位
ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。
若为放热反应,ΔH为“-”;若为吸热反应,ΔH为“+”。ΔH的单位一般为kJ·mol-1。
2.注意反应条件
反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25 ℃、101 325 Pa下测定的,可不注明温度和压强。
3.注意物质的聚集状态
反应物和产物的聚集状态不同,反应热ΔH不同。因此,必须注明物质的聚集状态。这是因为:
例2一定条件下,将64g二氧化硫气体氧化成三氧化硫气体时,实验测得放出热量为78.64kJ,已知二氧化硫在此条件下的转化率为80%。下列热化学方程式正确的是A.SO2(g)+1/2O2(g)=SO3(g)
ΔH=-98.3kJ.mol-1
B.2SO2(g)+O2(g)=2SO3(l)
ΔH=-196.6kJ.mol-1
C.SO2(g)+1/2O2(g)=SO3(g)
ΔH=-78.64kJ.mol-1
D.2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)
ΔH=+196.6kJ.mol-1
考点三反应热的计算
该考点经常以选择题或填空题题型出现。1.从键能数据进行计算
ΔH=E(反应物的键能总和)-E(生成物的键能总和)。
2.根据图示中能量变化来确定反应热
反应热ΔH=E(生成物的能量)-E(反应物的能量)
如图Ⅰ:ΔH=E1-E20,该反应为吸热反应。
3.利用盖斯定律进行计算
若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到,则该化学反应的焓变也可由这几个反应的焓变相加减而得到。
例3已知下列热化学方程式Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH1= —25 kJ/mol
3Fe2O3(s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)
ΔH2= —47 kJ/mol
Fe3O4(s)+ CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)
ΔH3= +19 kJ/mol
计算FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)此反应的反应热为ΔH =_________。
二.走出误区:
误区一认为有能量变化的过程一定是化学变化过程
化学反应中一定伴有能量的变化,而有能量变化的过程不一定是化学变化过程,吸收能量的反应不一定要加热才能发生,加热才能发生的反应也不一定是吸热反应,燃烧反应一定是释放能量的反应。
例1下列说法中正确的是(
A.有能量变化的过程一定是化学变化过程
B.需要加热才能发生的反应是吸收能量的反应
C.化学反应中一定伴有热量的变化
D.物质发生燃烧的反应一定是释放能量的反应
:认为有能量变化的过程一定是化学变化过程化学反应中一定伴有热量的变化正:D
:有能量变化的过程不一定是化学变化过程,如液态水转化为气态水,是一个要吸收能量(热能)的过程,但它是物理变化过程,并不是化学变化过程;加热才能发生的反应不一定是吸收能量的反应,比如,碳的燃烧,只有加热达到着火点才能发生燃烧反应,但该反应恰是放热反应,另外,吸收能量的反应也不一定要加热才能发生反应,如Ba(OH)2·8H2O固体与NH4Cl固体的反应是一个吸热反应,但不要加热就能发生;化学反应中一定伴有“能量”的变化,科学家们还没有发现没有能量变化的化学反应,故化学反应中一定伴有“能量”的变化,但不能说成“热量”,热量只是能量的一种形式,化学反应中的能量变化包括热能、光能、电能等的变化,如镁的燃烧,能产生耀眼的白光并放出大量的热,这说明了镁与氧气的反应中,能量的变化是光能和热能变化的总和;燃烧是发光发热的化学变化过程,因些,所有燃烧反应都是放热反应,即释放能量的反应。
误区二忽略聚集状态、燃烧状况等细节
对热化学方程式的理解中,常见的错误是物质的状态与符号不对应,易于出错;在放热反应中,由于ΔH为负值,故其放热越多时,ΔH反而越小,此点也极易忽略。
例2下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(
A.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-483.6 kJ· mol—1则1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热为241.8 kJ。
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s);△H>0则金刚石比石墨稳定
C.已知NaOH(ag)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);△H=-57.4 kJ· mol—1则含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量
D.己知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g);△H1
2C(s)+O2(g)=2CO(g);△H2,则△H1>△H2
错解:A或D
:忽略聚集状态、燃烧状况等细节
:热化学方程式表示的是2mol氢气完全燃烧生成2mol气态水时放出的热为483.6 kJ,水的状态不对,A错;ΔH>0时反应吸热,可知金刚石的内部能量比石墨高,内部能量越高则该物质越不稳定,B错;1 mol NaOH完全中和放出热量为57.4 KJ,0.5 mol时放出的为热量28.7 KJ,C对;碳完全燃烧时放出热量多,但是放热反应中ΔH为负值,放热越多,ΔH越小,故ΔH1<ΔH2,D错。
1.下列变化中,一定不存在化学能与热能相互转化的是(
A.铝热反应
B.金属钝化
C.燃放爆竹
D.干冰气化
D 解析:D项中干冰的气化属于物质的三态变化,能量变化但物质没变,是物理变化,而A项、B项、C项均属于化学反应,存在化学能与热能的转化.
2.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是(
A.碳酸钙受热分解
B.乙醇燃烧
C.铝与氧化铁粉末反应
D.氧化钙溶于水
A解析:生成物总能量高于反应物总能量,说明反应是吸热的;乙醇燃烧、铝热反应、氧化钙与水的反应都是放热的.
3.下列热化学方程式数学正确的是(△H的绝对值均正确)A.C2H5OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(g);△H=—1367.0 kJ/mol(燃烧热)
B. NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l);△H=+57.3kJ/mol(中和热)
C.S(s)+O2(g)===SO2(g);△H=—269.8kJ/mol(反应热)
D. 2NO2==O2+2NO;△H=+116.2kJ/mol(反应热)
C 解析:A项燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1mol,得到的氧化物必须是稳定的氧化物,H2O的状态必须为液态,A项错误;中和反应是放热反应,△H应小于0,B项错误;热化学反应方程式要注明物质在反应时的状态,D项错误;答案C正确。
4.将V1 mL 1.00 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL).下列叙述正确的是 (  )
A.做该实验时环境温度为22℃
B.该实验表明化学能可以转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为1.00 mol/L
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
5.用NA代表阿伏加德罗常数的值,下列有关热化学方程式H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol的说法中正确的是 (  )
A.有4NA个电子转移时,放出 285.8 kJ的热量
B.有NA个水分子生成且为液体时,吸收285.8 kJ的能量
C.有2NA个氢氧共用电子对生成时,放出285.8 kJ的能量
D.有0.1NA个氢氧共用电子对生成时,放出285.8 kJ的能量
C解析:据热化学方程式知,放出285.8 kJ的热量,则转移的电子为2NA,有NA个液态水分子生成,即2NA个氢氧共用电子对生成,故A、B、D错误,C正确.
6.已知25℃、101 kPa条件下:①4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s)ΔH=-2834.98 kJ/mol
②4Al(s)+2O3(g)===2Al2O3(s)ΔH=-3119.18kJ/mol由此得出的正确结论是 (  )
A.等质量的O2比O3能量低,由O2变O3为吸热反应
B.反应①可确定铝的燃烧热是708.7 kJ
C.O3比O2稳定,由O2变O3为放热反应
D.根据②可确定铝的燃烧热是779.8 kJ/mol
7.某化学小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究,在除了用手触摸试管壁管感觉发热外,还设计了下列几个可行性方案.
甲方案:将温度计与盛放有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起,放入有水的小烧杯中,用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水,看到的现象是_____________________,________,说明反应放热.(下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去)
乙方案:将盛放有生石灰的小试管插入带支管的试管中,支管接①和②,用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水,看到的现象是(接①)________,(接②)________,说明反应放热.
丙方案:用胶头滴管向盛放有生石灰且带支管的试管中滴加水,支管接的导管中盛适量无水硫酸铜粉末,看到的现象是________________ ,说明反应放热,其原因是________________________________________.
方案甲:小试管中固体变成乳状,同时有大量水蒸气产生 温度计温度上升
方案乙:①有气泡产生 ②左边水柱下降,右边水柱上升
方案丙:无水硫酸铜粉末变蓝色 水和生石灰反应放出热量,使水蒸发
解析:实验从反应放热的“热”为出发点进行探究,通过放热使温度上升、使气体膨胀、水被蒸发等特征现象,合理地设计了实验探究方案.
8.写出下列热化学方程式:
(1)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2(s)和H2O(l);已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ,其热化学方程式为________________________________________________.
(2)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6),在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:________________________________________.
(3)在101 kPa时,1.00 g C6H6(l)燃烧生成CO2和H2O(l)时,放出41.8 kJ的热量,C6H6的燃烧热为________ kJ/mol,该反应的热化学方程式为__________________________________.
.下列说法或表示方法中正确的是(
A.等质量的硫蒸气和硫磺分别完全燃烧,后者放出的热量多
B.氢气的燃烧热为285.5 kJ/mol,则氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol
C.Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)===BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l) ΔH0.
.在298K时,2g氢气与氧气完全反应生成液态水放热285.8kJ,则此反应的热化学方程式为下列的( )
A.2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)
△H=-285.8KJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g) =2H2O(l)
△H=+285.8KJ·mol-1
C.H2(g)+1/2O2(g) = H2O(l)
△H=-285.8KJ·mol-1
D.H2(g)+ 1/2O2(g) =H2O(g)
△H=-285.8KJ·mol-1
C解析:据题意, 2g氢气为1mol,不是2mol,A错;氢气燃烧是放热反应,△H应小于“0”,B错;生成物为液态水,g表示气态,D错。
.已知下列反应的热化学方程式为 :
(1)C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol
(2)CH3COOH(l)+2O2(g)―→2CO2(g)+2H2O(l)ΔH2=-870.3 kJ/mol
(3)H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ/mol
则2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反应热(焓变)为 (  )
A.488.3 kJ/mol       B.-488.3 kJ/mol
C.-244.15kJ/mol
D.244.15kJ/mol
.工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:SiCl4(g)+2H2(g)===Si(s)+4HCl(g)ΔH=+Q kJ/mol(Q>0)某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应(此条件下为可逆反应),下列叙述正确的是(  )
A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率
B.若反应开始时SiCl4为1 mol,则达平衡时,吸收热量为Q kJ
C.反应至4 min时,若HCl浓度为0.12 mol/L,则H2的反应速率为0.03 mol/(L·min)
D.当反应吸收热量为0.025 Q kJ时,生成的HCl通入100 mL 1 mol/L的NaOH溶液恰好反应
.已知热化学方程式:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1=-483.6 kJ/mol
则对于热化学方程式:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH2
下列说法正确的是(  )
A.热化学方程式中化学计量数表示分子个数
B.该反应的ΔH2=+483.6 kJ/mol
C.|ΔH2||ΔH1|
.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体.已知:
①Sn(s,白)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH1
②Sn(s,灰)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH2
③Sn(s,灰) Sn(s,白) ΔH3=+2.1 kJ/mol
下列说法正确的是(  )
A.ΔH1>ΔH2
B.锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D.锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中,会自行毁坏
D解析:由③式可以看出,ΔH3>0,灰锡转化为白锡的反应是吸热反应,由此可以说明白锡具有的能量高于灰锡的能量,|ΔH1|>|ΔH2|.由于反应①②都是自发的氧化还原反应,ΔH1<0,ΔH2<0,所以ΔH10,也可知A、C项错误.
.用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.例如:
①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574 kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1160 kJ/mol
下列说法不正确的是(
A.反应①②均为放热反应
B.反应①②转移的电子数相同
C.由反应①可推知:CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-a kJ/mol,aQ3>Q2
B.Q1>Q2>Q3
C.Q2>Q1>Q3
D.Q3>Q1>Q2
19.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水.当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热.已知0.4 mol液态肼与足量液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出 256.652 kJ的热量.
(1)反应的热化学方程式为____________________.
(2)又已知H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,由16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是________kJ.
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是________________.
kJ/mol)×4
=-817.63 kJ/mol.所以 16 g(即0.5 mol) N2H4(l)与液态H2O2反应生成液态H2O放出热量为817.63 kJ/mol×0.5 mol=408.815 kJ.
(3)因产物为N2和H2O,故不会造成环境污染.
原电池 金属的电化学腐蚀
考纲内容 要求 名师解读
原电池的形成条件和工作原理 Ⅰ 1.原电池的工作原理,电极反应及电池反应方程式的分析与判断的考查.
2.以化学电源为背景考查原电池原理.
3.结合实际生产、生活考查金属的电化学腐蚀及其危害与防护.
原电池原理的应用 Ⅱ
金属的腐蚀及其防护原理 Ⅰ
几种常见的化学电源和新型电池 Ⅱ
①原电池是利用
将化学能转化为电能的装置。原电池中电子流出的是
极,该极上发生
反应;电子流入的是
极,该极上发生
②构成原电池要求:两个活泼性不同的
;负极能和电解质溶液进行自发的
反应;形成闭合回路。
③在铜锌原电池(电解质溶液为CuSO4)中,锌做负极,发生
反应,电极反应式为
;铜做正极,发生
反应,电极反应式为
;外电路上电子从
④化学电源是能够
的原电池,其常分为
等;锌锰电池中
做负极,其包括
⑤铅蓄电池是一种
电池,其负极为
,电解质溶液为
,其做直流电源时,负极反应式为
,正极反应式为
⑥氢氧燃料电池是以
为燃料,以
做氧化剂,
做电极;当电解质溶液选用KOH溶液时,其负极反应式为
,正极反应式为
,总反应式为
2、金属的腐蚀和防护
①金属的腐蚀是指金属表面与周围的物质发生
而遭到破坏,其分为
;前者腐蚀过程中
电流产生,后者腐蚀过程中
电流产生;但综合来看金属腐蚀的本质都是
②金属发生电化学腐蚀时,被腐蚀金属成为原电池的
变为金属阳离子,进入
逐渐损耗。电化学腐蚀包括
,前者是金属接触
的水膜时所发生的腐蚀,其负极反应式为
,正极反应式为
;后者是金属接触
的水膜时所发生的腐蚀,其负极反应式为
,正极反应式为
③金属防护的目的就是
,其可以在表面加
,还可以采用
保护法,添加
等方法;电化学防护法有
1、①氧化还原反应;负;氧化;正;还原。②金属电极;金属;非金属电极;氧化还拓展实验西红柿电池
【原理】电解液中,只要放入两种不同的金属,组成闭合回路就能形成电池。西红柿的汁液可以看成一种电解液,铜钥匙和铁叉子则是两种金属。把钥匙和叉子插进西红柿,就组成了电池。
【准备】一个西红柿,一个小灯泡,一把铜质的钥匙和一把铁质的叉子,将西红柿捏软。
【操作】1.将铜钥匙和铁叉子平行插进西红柿,等待一段时间。
2.把铜钥匙和铁叉子露在空气中的柄分别接到小灯泡的侧边和底部,小灯泡就会亮了!
【说明】为了效果明显,还可以将两个或两上以上的西红柿串联起来,电流会更强,小灯泡会更亮练一练:
(1)将西红柿捏软的目的是什么?
其他的水果如橙子、柠檬等,能做这个实验吗?其涉及的原理是什么?
(3)用一个简图画出本实验中的西红柿、钥匙、叉子电池。
(1)是为了增强电解液的活性,从而形成持续的电流。
(2)橙子、柠檬的汁液里有酸性电解质,而铜钥匙和铁叉子则是两种金属。把钥匙和叉子插进去,就组成了电池,再连上小灯泡,构成一个简单的电路,小灯泡就亮了起来。
.直击考点:
原电池的工作原理
该考点经常以选择题题型出现。判断一个装置是否构成原电池的关键就是抓好“一看二标”,即看是否有自发的氧化还原反应存在,以构成原电池的三个条件为标准:两个活泼性不同的电极、插入电解质溶液、形成闭合回路。形成闭合回路的方式有多种,可以是用导线连接两个电极,也可以是两电极直接接触。
例1 在下图所示的装置中,能够发生原电池反应的是(
原电池正负极的判断方法
原电池正负极的判断方法1.据组成原电池的两极的材料判断:一般为活泼性较强的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极;
2.据电流方向或电子流动方向判断:电流是由正极流向负极,而电子流动方向是由负极流向正极;
3.据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向判断:在原电池的电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动;
4.据原电池两极发生的变化判断:原电池的负极总是失电子发生氧化反应,而正极总是得电子发生还原反应;
5.据现象判断:溶解的一极为负极,增重或者有气泡放出的一极为正极。
例2某原电池由M、N两根电极导线和电解质溶液组成,工作时,M电极变粗,N电极变细,由此判断该电池中电极材料和电解质溶液可能是(
? M电极 N电极 电解质溶液
A 锌 铜 稀硫酸
B 铜 铁 稀盐酸
C 银 锌 硝酸银溶液
D 锌 铁 硝酸铁溶液
考点电极反应式的书写
在书写电极反应式时,首先根据装置或电池反应式,确定好原电池的两极,分析列出两极上反应物,标出反应前后的化合价变化和相同数目的电子得失;然后结合题目给出的电解质溶液,分析电极反应物是否和电解质溶液中的离子共存。不能共存时,需将电解质溶液中的该成分写入反应的电极反应式中。
例3一种甲醇燃料电池中发生的化学反应为:在碱性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是(
A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e-
B.O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O(1)
C.2CH3OH(g)+12OH-(aq)=2CO2(g)+10H2O(1)+12e-
D.O2(g)+2H2O(1)+4e-=4OH-
解析该燃料电池发生的反应就是甲醇与氧气反应的化学方程式为:2CH3OH+3O2
2CO2+4H2O,分析可知其中化合价升高的为“C”元素,故此在负极上甲醇失电子放电,其电极反应式为:2CH3OH(g)+12OH-(aq)=2CO2(g)+10H2O(1)+12e-。
金属的腐蚀和防护
(1)金属的腐蚀过程中化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生,但是以后者为主。其主要的两种形式:析氢腐蚀与吸氧腐蚀比较如下:
分类 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜酸性较强(弱酸) 水膜酸性较弱或呈中性
负极反应 Fe –2e- === Fe2+ 2Fe –4e- === 2Fe2+
正极反应 2H+ + 2e- === H22H2O + O2 + 4e- == 4OH-
总反应式 Fe + 2H+ == Fe2+ + H22Fe + 2H2O + O2 == 2Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2= 4Fe(OH)3↓
(2)书写电化学腐蚀的电极反应式时,首先分析清楚发生的腐蚀的类型;然后进一步分析得出电极反应式,特别是负极反应式始终是金属失电子而发生氧化反应。
例4将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡一下放入右图所示装置中,下列叙述正确的是
A.过一段时间,右端试管中,导管内水柱上升
B.过一段时间,右端试管中,导管内有气泡产生
C.铁钉在该装置中被腐蚀的情况随时间的延长而加快
D.如果把右端的试管中的水换成煤油,则导管不会有任何现象产生
.走出误区:
误区一机械认为活泼金属负极
判断电池的正负极不仅要考虑两极材料的相对活泼性,还要根据电解质溶液的性质来综合考虑,无论是什么类型的原电池:负极始终发生氧化反应,正极始终发生还原反应。
例1将Al片和Cu片用导线联接,一组插入浓硝酸中,一组插入稀氢氧化钠溶液中,分别形成原电池,在这两个原电池中,负极分别为(
A.Al片、Cu片
B.Cu片、Al片
C.Al片、Al片
D.Cu片、Cu片
例2银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为:
此电池放电时,负极上发生反应的物质是(  )
1.(2012莱芜)下列各组的电极材料和电解液,不能组成原电池的是(
A.铜片、石墨棒,稀硫酸
B.铜片、石墨棒,硝酸银溶液
C.锌片、铜片,稀盐酸
D.铜片、银片,FeCl3溶液
A解析:自发的氧化还原反应是形成原电池的关键,铜片、石墨棒,稀硫酸三者没有氧化还原反应发生。选项B、C、D对应的氧化还原反应分别是:Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑,Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2。
2.(2012石景山)某原电池总反应的离子方程式为:2Fe3++Fe=3Fe2+,不能实现该反应的电池是(
A.正极为Cu,负极为Fe,电解质为FeCl3溶液
B.正极为Cu,负极为Fe,电解质为Fe(NO3)3溶液
C.正极为Cu,负极为Fe,电解质为Fe2(SO4)3溶液
D.正极为Ag,负极为Fe,电解质为CuSO4溶液
3.有A、B、C、D四块金属片,进行如下实验:①A、B用导线相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,A为负极;②C、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,电流由D导线C;③A、C相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,C极产生大量气泡;④B、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸溶液中,D极发生氧化反应。据此,判断四种金属的活动性顺序是(
A.A>B>C>D
B.A>C>D>B
C.C>A>B>D
D.B>D>C>A
B 解析:金属与稀硫酸溶液组成原电池,活泼金属为负极,失去电子发生氧化反应,较不活泼的金属为正极,H+在正极表面得到电子生成氢气,电子由负极流向正极,电流由正极流向负极。题中由①知A>B;由②知C>D;由③知A>C;由④知D>B。综合以上信息可知金属活动性A>C>D>B。
4.(2012金华)用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是(
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极
②正极反应为:Ag++e-=Ag
③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A. ①② B.②③ C.②④ D.③④
5.某原电池的离子方程式是 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu,该原电池正确的组成是(
正极 负极 电解质溶液
A. Cu Zn HCl
B. Zn Cu CuSO4
C. Cu Zn CuSO4
D. Cu Zn ZnCl2
C解析:根据方程式来看,Zn失去电子,化合价升高,发生氧化反应,作负极,排除B。正极为Cu2+得电子,所以电解质溶液含Cu2+,答案C。
6.诺贝尔化学奖的获得者钱永健曾说过:其对科学的最早兴趣缘于化学。其16岁时,就凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目,获得“西屋科学天才奖”第一名。下列说法正确的是(
A.金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程
B.合金都比纯金属易被腐蚀
C.将金属与外加直流电源的负极相连,而将正极接到废铁上,可以防止金属被腐蚀
D.镀锌铁比镀锡铁更容易被腐蚀
C解析:金属失去电子被氧化,A错;不锈钢也属于合金,B错;镀锌铁和镀锡铁由于镀层的保护,都不易受腐蚀;当其镀层受到破坏时,镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀,D错。
7.(2012山西大同)为了避免锌片与Cu2+直接接触发生反应而影响原电池的放电效率,有人设计了如下装置,按要求完成以下填空:
⑴此装置工作时,可以观察到的现象是____________________________________,电池总反应式为____________________。
⑵以上电池称为______________,其中,锌和锌盐溶液组成________,铜和铜盐溶液组成________,中间通过盐桥连接起来。
⑶电池工作时,电子从________经过导线流向_________,硫酸锌溶液中SO42-向______移动,硫酸铜溶液中SO42-向________移动。
⑷此盐桥内为饱和KCl溶液,盐桥是通过_______移动来导电的。在工作时,K+移向___________ ,Cl-移向___________。
⑸在电池中,电流从________经导线流向__________,再经___________、盐桥、___________流回铜电极。
8.(2012石景山)金属铜不溶于稀硫酸,可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。
现将一定量的铜片加入到100 mL稀硫酸和硫酸铁的混合溶液中,铜片完全溶解(不考虑盐的水解及溶液体积的变化)。
(1)写出铜溶解于上述混合溶液的离子方程式______。
(2)若铜完全溶解时,溶液中的Fe3+、Cu2+、H+三种离子的物质的量浓度相等,且测得溶液的pH=1,则溶解铜的质量是______g,溶液中的c(SO)=______mol/L。
(3)若欲在如图所示的装置中发生(1)中的反应,则X极是
(正、负极),电极
。Y极的材料名称是
,电极反应式
.铜锌原电池(如图所示)工作时,下列叙述正确的是(
A.正极反应为:Zn-2e-=Zn2+
B.电池反应为:Zn+Cu2+=Zn2++Cu
C.在外电路中,电子从负极流向正极
D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
BC解析:锌比铜活泼,锌为负极,A项错误;电池总反应和没有形成原电池时的氧化还原反应相同,故B正确;根据闭合回路的电流方向,在外电路中,电子由负极流向正极,C项正确;在溶液中,阳离子向正极移动,D项错误。
.根据右图,可判断出下列离子方程式中错误的是(
.现有一组金属A、B、C,把他们相互构成原电池时的现象列表如下,则关于三金属的活泼性判断正确的是(
编号 正极 负极 电解质溶液 现象
A B 稀硫酸 B质量减少
Ⅱ A C 稀盐酸 C质量减少
Ⅲ B C 稀NaOH溶液 B极有气泡
A.金属活泼性的比较:A>B>C
B.金属活泼性的比较:A>C>B
C.金属活泼性的比较:C>B>A
D.金属活泼性的比较:B>A>C
C解析:从题给信息可以分析出:酸性电解质溶液中是按照金属活动顺序来判断的,所以Ⅰ:活泼性B>A,Ⅱ:C>A。因此A、B错。Ⅲ中电解质溶液是NaOH溶液,所以金属能与NaOH溶液反应。因为在负极发生氧化反应,所以应是Al(Zn不在中学的研究范围),而正极的金属材料可以是活泼金属如Mg,也可以是不如Al活泼的金属如Fe等,所以B、C的活泼性比较有两种:C>B或B>C。结合上述的判断,则选项C正确。
.(2012合肥)一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池说法正确的是 (
A.在熔融电解质中,O2-由负极移向正极
B.通入空气的一极是正极,电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.通入丁烷的一极是负极,电极反应为:C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2O
D.在电池反应中,每消耗1mol氧气,理论上能生成标准状况下CO2气体
D解析:燃料电池的O2-在正极产生,移向负极,A不正确;因是非水溶液,故B、C项
.(2012山西大同)Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池正极
的电极反应式为:
2Li++FeS+2e—=Li2S+Fe,有关该电池的下列说法正确的是(
A.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价是+1价
B.充电时,阴极发生的电极反应式为:Li2S+Fe—2e—=2Li++FeS
C.放电时,负极的电极反应式:Al—3e—=Al3+
D.该电池的电池反应式为:2Li+FeS=Li2S+Fe
.(2012福州)铁镍蓄电池放电时的总反应为:Fe+Ni2O3+3 H2O
Fe(OH)2+2Ni(OH)2,下列有关该电池的说法不正确的是(
A.电池的电解液为碱性溶液
B.电池的正极为Ni2O3、负极为Fe
C.电池放电时,负极反应为Fe+2OH一一2e一 Fe(OH)2
D.电池充电时,阳极附近溶液的pH升高
D解析:放电时的总反应知生成物均为氢氧化物,所以电池的电解液应为碱性溶液;由化合价的变化知Fe失去电子应作负极,Ni2O3作正极;充电时阳极为Ni(OH)2失电子,其电极反应式为2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O,所以阳极附近溶液的pH降低,D项错误。
.我国北方地区冬季常降雪,降雪后大量撒放的融雪剂,对城市钢架桥梁造成严重腐蚀。某校化学兴趣小组的同学通过查阅资料,绘出桥梁上铁铆钉的腐蚀示意图(见右图),下列有关说法中,不正确的是A.正极电极反应式为:2H++2e—→H2↑
B.此过程中还涉及到反应:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
C.此过程中吸氧腐蚀原理
D.此过程中电子从Fe移向C
A解析:结合题意和图示分析,铁、碳构成原电池,发生吸氧腐蚀,铁为负极、碳为正极,正极反应式为:2H2O+O2+4e-=4OH-,A错误,C正确;生成铁锈的过程为: Fe→Fe2+ → Fe(OH)2 →Fe(OH)3 →Fe2O3,B正确;电子从负极移向正极,也就是从Fe移向C,D正确。
.“SOFC”是一种全固体燃料电池,电解质是复合氧化物(常用氧化钇和氧化锆),该电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过。右图所示是一种全固体燃料电池的示意图,其中电极a、b为多孔电极,不参与电极反应。下列判断正确的是(
A.有O2放电的a极为电池的负极
B.a极对应的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
C.该电池的总反应方程式:2H2+O22H2O
D.当电路中通过a mol电子时,则该电池理论上可供应18ag水蒸气
C解析:根据图示,该电池两极分别通入的氢气和氧气,故电池总反应为:2H2+O22H2O,C对;O2放电的a极电子流入,为电池的正极,H2放电的b极电子流出,为电池的负极,A错;a极电极反应式为:O2+4e-=2O2-,B错;当电路中通过a mol电子时,根据总反应式,其理论上可供应9ag水蒸气,D错。
.某化学兴趣小组的同学利用生活中常见的一些废旧材料制作出一个用于驱动玩具的电池(见右图)。该电池工作时,有关说法正确的是(
A.铝罐将逐渐被腐蚀变薄变轻
B.碳粒和碳棒上发生的反应为:O2+4e-=2O2-
C.碳棒应与玩具电机的负极相连
D.该电池工作一段时间后碳棒和碳粒的质量会减轻
A解析:根据原电池原理和装置图,装置中铝做负极,电极反应式为:4Al→4Al3++12e-,碳棒做正极,电极反应式为:3O2+6H2O+12e-→12OH-;故A对BC错;碳棒和碳粒起到导电作用,不参与反应质量不变,D错。
1.(2012福建泉州)钠--氯化镍蓄电池是一种新型的电动汽车蓄电池,
其正极MCl2中的M代表Ni、Fe、Ca、Cr、Mn、Cu等一系列金属,其中NiCl2的效果最好。而负极的活性物质是液态金属钠。正、负极活性物质被一种只允许Na+迁移的β-Al2O3固体电解质陶瓷管分隔,由于正极是固态多孔金属氧化物,所以还需要添加NaAlCl4熔盐在正极处作第二电解质,在正、负极之间传导钠离子。下列有关钠氯化镍蓄电池的说法错误的是 (   )
A.电池放电时的总反应为2Na+NiCl2===Ni+2NaCl
B.充电时阳极的电极反应为Na++e-===Na
C.放电时正极的电极反应为Ni2++2e-===Ni
D.该电池被称为绿色电池,最大原因是从废弃电池中可以方便地回收较纯的镍,其他产物对环境没有影响
B解析:由题意知,该电池的总反应为2Na+NiCl2===Ni+2NaCl,故A、C、D项正确;充电时阳极反应为:Ni-2e-=Ni2+,B项不正确。
1.(2012郑州)
A. 装置I和装置II中负极反应均是
B. 装置I和装置II中正极反应均是
C. 装置I和装置II中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动
D. 放电过程中,装置I左侧烧杯和装置II右侧烧杯中溶液的pH均增大
20.(2012石景山)金属铜不溶于稀硫酸,可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。
现将一定量的铜片加入到100 mL稀硫酸和硫酸铁的混合溶液中,铜片完全溶解(不考虑盐的水解及溶液体积的变化)。
(1)写出铜溶解于上述混合溶液的离子方程式______。
(2)若铜完全溶解时,溶液中的Fe3+、Cu2+、H+三种离子的物质的量浓度相等,且测得溶液的pH=1,则溶解铜的质量是______g,溶液中的c(SO)=______mol/L。
(3)若欲在如图所示的装置中发生(1)中的反应,则X极是
(正、负极),电极
。Y极的材料名称是
,电极反应式
Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+(2) 0.64 
(3)负极,Cu-2e-===Cu2+
电解原理及其应用
考纲 要求 名师解读
1.了解电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式.
Ⅰ 1.借助于新情境,考查电解池的工作原理(包括电流或电子的流向、电解质溶液中离子的移动方向)、电极反应式和总方程式的书写、原电池的设计等。
2.原电池与电解池的综合应用的考查主要集中在新型燃料电池、金属的腐蚀与防护、氯碱工业、铜的精炼、电镀、电冶金的原理上。
3.与STSE(科学、技术、社会、生活)相结合的新能源开发及综合利用的考查仍将是今年高考命题的“宠儿”。
2. 了解电解原理的应用,如氯碱工业、铜的精炼、电镀等。 Ⅱ
作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化、还原反应的过程称为
。在此变化过
程中,电源向反应体系提供
“储存”于生成物中;我们把这种
的装置,称为电解池;该装置由
②在电解池中,我们把与电源正极相连的电极称为
,该极上发生
反应;与电源负极相连的电极称为
,该极上发生
反应。电解熔融的氯化钠时,其阳极反应式为
,阴极反应式为
③电解池中选用惰性电极时,电解液中的阴离子在
极上放电,常见阴离子的放电顺序为
;电解液中的阳离子在
极上放电,常见阳离子的放电顺序为
;写出用石墨电极电解氯化钠溶液时,其阳极反应式为
,阴极反应式为
2. 电解精炼铜
电解精炼铜的电解池中,
做阴极,电解质溶液为
;阳极反应式为
,阴极反应式为
;电镀池中,
做阴极,电镀液通常采用含
离子的盐溶液。
实验蔗糖焰火
【原理】蔗糖含有碳、氢和氧3种元素,它具有可燃性。因此,当浓H2SO4滴下去跟氯酸钾起作用时,便生成了奇臭的二氧化氯气体: 3KClO3+2H2SO4(浓)=2KHSO4+KClO4 +2ClO2↑+H2O
  由于这种气体具有极强的氧化能力,能使蔗糖猛烈燃烧,便产生了火焰,分别在里面添加的硝酸锶,镁粉、硝酸钡是显色物质,加硝酸锶产生红色焰火,加镁粉产生白色焰火,加硝酸钡产生绿色焰火。金属焰色反应即是靠这些颜色来鉴别各种金属盐。
【准备】瓷坩埚3只,砖头若干块,玻璃管1支。蔗糖、氯酸钾、硝酸锶、硝酸钡、镁粉、浓硫酸
【操作】把等量的蔗糖和氯酸钾分别在研钵中研细,然后分作三等分,放在3张纸上,再在这3张纸里分别加入硝酸锶、镁粉和硝酸钡,混和均匀,放入3只坩埚中,坩埚分别放入砖头中,砖头的放置如图示。 表演时,拿一支玻璃滴管吸取浓硫酸(共计2ml左右),然后分别滴加入这3只坩埚中,里面便分别喷出红、白、绿三色焰火来。
练一练:3KClO3+2H2SO4(浓)=2KHSO4+KClO4 +2ClO2↑+H2O具体元素焰色反应的颜色
a. 碱金属焰色反应的颜色:
元素名称 锂
呈现颜色 紫红色 黄色 紫色 紫色
b.ⅡA族金属和铜焰色反应的颜色:
元素名称 钙 锶 钡 铜
呈现颜色 砖红色 洋红色 黄绿色 绿色
.直击考点:
电解原理考查
如图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极,则下列有关判断正确的是(
A.a为负极,b为正极
B.a为阳极,b为阴极
C.电解过程中,d电极质量增加
D.电解过程中,氯离子浓度不变
二电解规律考查
用惰性电极材料电解电解质溶液的规律:
【例2】如图所示,a、b、c、d均为铂电极,供选择的四组电解质溶液如表所示,要满足的条件是:①工作一段时间后,甲槽电解液的pH上升,而乙槽电解液的pH下降;②b、c两极上放电离子的物质的量相等.则应选用的电解质溶液是(  )
甲槽 NaOH AgNO3 H2SO4 KCl
乙槽 CuSO4 CuCl2 AgNO3 AgNO3
【解析惰性电极电解电解质分为三种类型:纯水型、混合型和电解质本身型先分析甲槽,AgNO3溶液电解后会生成HNO3,pH减小,不符合题意,H2SO4电解后pH减小,不符合题意,排除B、C,在A和D中考虑乙槽中的pH都下降,若电解CuSO4溶液,b极是阳极,反应式:4OH--4e- === O2↑+2H2O,c极是阴极,反应式:Cu2++2e- === Cu,因为转移电子数目相同,则b、c两极放电离子的物质的量之比为1∶2,A选项排除.
考点三电极反应考查
【例3】Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为:
2Li++FeS+2e-===Li2S+Fe
有关该电池的下列说法中,正确的是(  )
A.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价
B.该电池的电池反应式为:2Li+FeS===Li2S+Fe
C.负极的电极反应式为:Al-3e-===Al3+
D.充电时,阴极发生的电极反应式为:Li2S+Fe-2e-===2Li++FeS
四电解应用考查 电解是依靠外界能量的推动,将非自发的氧化还原反应分开,在两极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)(  )
A.阳极发生还原反应,其电极反应式为:Ni2++2e-===Ni
B.电解过程中,阳极减少的质量与阴极增加的质量相等
C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Ni2+和 Zn2+
D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
二.走出误区:
相同浓度的盐酸和硫酸,用铂做电极电解它们的溶液,电解一段时间后,下列说正确的是(
A. 盐酸和硫酸的浓度都增大
B. 盐酸和硫酸的浓度都减小
C. 盐酸的浓度减小,硫酸的浓度增大
D. 盐酸的浓度增大,硫酸的浓度减小
电解时的放电规律,活泼金属阳离子的放电顺序是在H+之后,所以电解MgSO4、Al(NO3) 3、Na2SO4不会有金属析出,唯有电解CuSO4溶液会析出Cu。甲、乙两个电解池均以t为电极,且互相串联,甲池盛AgNO3溶液,乙池中盛有一定量的某盐溶液,通电一段时间后,测得甲池电极质量增加2.16 g,乙池电极上析出0.24 g金属,则乙池中溶质可能是A.CuSO4
C.Al(NO3) 3
忽视电极材料而错解
同样的电解质溶液,电极材料不同,则阳极的电极反应式和电解原理不相同。所以在解答与电解有关的题目时,一定要先辨明电极材料是活性电极还是惰性电极。
【例3】在25℃时,将两个铜电极插入一定质量的硫酸钠饱和溶液中进行电解,通电一段时间后,阴极上析出a mol气体,同时有W g Na2SO4?10H2O晶体析出。若温度不变,剩余溶液中溶质的质量分数为(
因不能辨明题目考查的实质而错解
有的电解题目在解答时要先辨明该题电解的电解质是什么,也就是说题干所给的离子大多数根本就不能共存,那么,这类题目就要先判断离子共存,而后在考虑电解原理。
【例4】在水中加入等物质的量的Ag+
Cl-,该溶液放在用惰性电极做电极的电解槽中,通电片刻,则氧化产物与还原产物的质量比是(
A.35.5:108
D.条件不足,无法判断
原因:有的同学被该题中复杂多样的离子而蒙蔽住,不能从离子共存角度迅速排查,导致该题的解答陷入僵局,得出错误的结论而选择D。
原因:首先判断溶液中的各离子是否能够共存,否则该题将会误入歧途。电解等物质的量的Ag+ 、 Na+ 、 Ba2+ 、NO3- 、SO42-、Cl-,由于Ag+ 和Cl- 、Pb2+ 和SO42-相互反应生成AgCl和BaSO4沉淀,故该题实质上是电解Na NO3溶液,也就是电解水,因此氧化产物氧气与还原产物氢气的质量比为32:4=8:1。
可以将反应Zn+Br2===ZnBr2设计成可充电电池,下列4个电极反应:
①Br2+2e-===2Br- ②2Br--2e-===Br2
③Zn-2e-===Zn2+ ④Zn2++2e-===Zn
其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是(  )
A.②和③   B.②和①
A解析:充电时的阳极和放电时的负极均发生氧化反应。
2.下列关于铜电极的叙述正确的是 (  )
A.铜锌原电池中铜是正极
B.用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C.在镀件上电镀铜时用金属铜作阳极
D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
AC解析:A项,锌比铜活泼,故铜作正极,正确;B项,电解冶炼铜时,粗铜作阳极,错误;电镀时,待镀金属作阴极,C正确;电解H2SO4制H2、O2时,阳极必为惰性电极,D错误.
关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是       ( )
A. 电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
B. 若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色
C. 若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色
D. 电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性
把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联,在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为 (   )
A. :2:3
B.3:2:1
C.6:3:1
D.6:3:2
D解析:假设电路中通过1 mol电子,据Mg2+ ——Mg(得2e)、
Al3+——Al(得3e-),K、Mg、Al的物质的量分别为:1 mol/1、1 mol/2、1 mol/3,物质的量之比为:::=6:3:2 。
.电解100 mL含c(H+)=0.30 mol/L的下列溶液,当电路中通过0.04 mol电子时,理论上析出金属质量最大的是(  )
A.0.10 mol/L Ag+
B.0.20 mol/L Zn2+
C.0.20 mol/L Cu2+
D.0.20 mol/L Pb2+
C解析:根据金属活动性顺序可知:排在氢以后的金属为Ag和Cu,而Zn和Pb排在H以前,所以Ag+、Cu2+的氧化性比H+大,应优先于H+放电而析出,因为0.01 mol Ag的质量小于0.02 mol Cu的质量,所以C项正确。
.下列有关用惰性电极电解AgNO3溶液一段时间后的说法正确的是(  )
A.电解过程中阴极质量不断增加
B.电解过程中溶液的pH不断升高
C.此时向溶液中加入适量的Ag2O固体可使溶液恢复到电解前的状况
D.电解后两极产生的气体体积比为2∶1
.用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液,当阴极上增重a g时,在阳板上同时产生b L氧气(标准状况),从而可知M的相对原子质量为
C解析:用惰性电极电解硝酸盐溶液时,两极发生的反应分别是:阳极4OH--4e-===2H2O+O2↑,阴极Mx++xe-===M;设m为M的相对原子质量,根据电子守恒原理得:x=,所以m=.
.从NO3-、SO42-、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+、OH-、Cl-等离子中选出适当的离子组成电解质,采用惰性电极对其溶液进行电解。
⑴两极分别放出H2和O2时,电解质的化学式可能是
⑵若阴极析出金属,阳极放出O2,电解质的化学式可能是
⑶若两极分别放出气体,且体积为1:1,电解质的化学式可能是
.关于铅蓄电池的说法正确的是 (  )
A.在放电时,正极发生的反应是Pb(s)+SO(aq)-2e-===PbSO4(s)
B.在放电时,该电池的负极材料是铅板
C.在充电时,电池中硫酸的浓度不断变小
D.在充电时,阳极发生的反应是PbSO4(s)+2e-===Pb(s)+SO(aq)
.用惰性电极进行下列电解,有关说法正确的是(  )
①电解稀硫酸 ②电解CuSO4溶液 ③电解KOH溶液 ④电解NaCl溶液
A.电解进行一段时间后四份溶液的pH均增大
B.②中电解一段时间后,向溶液中加入适量的CuO固体可使溶液恢复电解前的情况
C.③中阳极消耗OH-,故溶液浓度变小
D.④中阴、阳两极上产物的物质的量之比为2∶1
B解析:依据惰性电极电解规律,可知①为电解水型,②为放O2生酸型,③为电解水型,④为放H2生碱型。故B正确。
.按下图所示装置做实验,若x轴表示流入阴极的电子的物质的量,则y轴可表示(  )
①c(Ag+) ②c(NO) ③a棒的质量 ④b棒的质量 ⑤溶液的pH
D解析:由图象知:装置是电镀池,所以AgNO3溶液浓度不变.
某同学为了使反应2HCl+2Ag===2AgCl+H2↑能进行,设计了如图所示的四个实验,你认为可行的方案是(  )
C解析:该反应中Ag失电子被氧化;H+得电子被还原生成H2,所以用Ag作阳极,电解含Cl-的溶液即可。
.某同学按下图所示的装置进行电解实验.下列说法正确的是 (  )
A.电解过程中,铜电极上有H2产生
B.电解初期,主反应方程式为:Cu+H2SO4CuSO4+H2↑
C.电解一定时间后,石墨电极上有铜析出
D.整个电解过程中,H+的浓度不断增大
一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),实现了氨的电化学合成.该过程N2和H2的转化率远高于现在工业上使用的氨合成法.对于电化学合成氨的有关叙述正确的是 (  )
A.N2在阴极上被氧化
B.可选用铁作为阳极材料
C.阳极的电极反应式是N2+6e-+6H+===2NH3
D.该过程的总反应式是N2+3H22NH3
D解析:据题意知总反应式为N2+3H22NH3,故N2应在阴极发生还原反应,故A、C错误;H2在阳极上失电子,故阳极应为惰性电极,B错误.
用惰性电极和串联电路电解下列物质的水溶液:①NaCl, ②NaNO3, ③CuCl2, ④AgNO3,在相同时间内生成气体的总体积(同温同压下测定),理论上由多到少的顺序是 (  )
A.①②③④        B.④①②③
C.②①③④
D.①②④③
.如图,烧杯中的溶质均足量,a、b、c、d、e均为石墨电极,通电一段时间后,a电极上有红色物质析出,以下说法正确的是(  )
A.e电极上可以析出使湿润淀粉KI试纸变蓝的气体
B.c电极周围溶液变红
C.A烧杯内溶液的pH升高
D.B烧杯中加一定量的KCl固体可恢复原状
以等质量的铂棒和铜棒做电极,电解硫酸铜溶液,通电一段时间后,其中一极增加质量为a g,此时两极的质量差为(
④无法判断
18.如图a、b、c、d均为石墨电极,通电进行电解(电解液足量)。下列说法正确的是(  )
A.甲中a的电极反应式为:4OH--4e-===O2↑+2H2O
B.电解时向乙中滴入酚酞溶液,c电极附近变红
C.向乙中加入适量盐酸,溶液组成可以恢复
D.当b极有64 g Cu析出时,c电极产生2 g气体
A解析:本题易误选C,在电解液足量的情况下,电解过程中只逸出H2和Cl2,只需补充氢和氯两种元素即可,不能加入盐酸,因为盐酸中有H2O,应通入适量HCl气体才能达到目的。
1.某课外化学兴趣小组设计了如图所示装置(虚框内部分未画出),在装置内起初发生的反应为:
Cu+H2SO4===H2↑+CuSO4
(1)该装置的名称是________.
(2)A、B中至少有一种是金属________,接________.
(3)C溶液中含有________.
(1)电解池 (2)铜 电源的正极 (3)H2SO4
解析:由于铜的化学活泼性不如氢,所给化学反应不能自发进行,若要使铜能置换出硫酸中的氢元素,需要外加电源,该装置为电解池.在所给反应中铜被氧化,应与电源的正极相连接,故A、B中至少有一种为铜,C溶液应为稀硫酸.
.在如图所示的装置中,若通入直流电5 min时,铜电极质量增加2.16 g,试回答:
(1)电源电极X为________极。
(2)pH变化:A________,B________,C________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)通电5 min时,B中共收集224 mL气体(标准状况),溶液体积为200 mL。则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。
(4)若A中KCl溶液的体积也是200 mL,电解后,溶液的pH为________(设电解前后溶液体积无变化)。
(4)A装置的反应为:2KCl+ 2H2O2KOH+H2↑+Cl2↑,
即反应中转移电子的物质的量与生成的氢氧根离子的物质的量相等,为0.02 mol。
c(OH-)==0.1 mol/L, 故pH=13。
===Na++Cl-
通直流电后,阴极:2Na++2e-===2Na;阳极:2Cl--2e-===Cl2↑
总反应方程式为:2NaCl(熔融) 2Na+ Cl2↑
(1)电解法还可以用来冶炼哪些金属?
(2)对比用惰性电极电解氯化钠水溶液和电解熔融氯化钠的异同?
已知有关物质的熔沸点数据如下表:
? MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3
溶点/℃ 4 190(2.5×105Pa)
沸点/℃ 12 182.7
请参考上述数据回答问题:?
①能不能用电解MgO的方法生产镁?写出原因?
②能不能用电解AlCl3的方法生产铝??原因是??
们用电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。
核心考点真题回放
1(2011广东)某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述不正确的是A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu2++2e-= Cu
C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
2(2011全国卷)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:
Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2
下列有关该电池的说法不正确的是(
A. 电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe
B. 电池放电时,负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2
C. 电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低
D. 电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O
3.(2011安徽)研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:。下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是(
A.正极反应式:B.每生成1 mol转移2 mol电子
C.不断向“水”电池的负极移动 D.是还原产物
B解析A项,正极反应是得电子的一极,错。B项,Ag从0价升至+1价,反应中生成1mol Na2Mn5O10时,Ag失去2mol电子,即反应中转移2mol 电子,正确。C项,原电池中阳离子向正极移动,故错。D项,反应中Ag作还原剂,对应的产物AgCl为氧化产物,错。
4.(2011北京)结合右图判断,下列叙述正确的是(
A.Ⅰ和Ⅱ种正极均被保护
B. Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是
C. Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是
D. Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量溶液,均有蓝色沉淀
5(2011北京)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示。
⑴溶液A的溶质是
⑵电解饱和食盐水的离子方程式是
⑶电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用:
⑷电解所用的盐水需精制,去除有影响的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42-[c(SO42-)>c(Ca2+)]。精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池):
①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是
②过程I中将NH4+转化为N2的离子方程式是
③BaSO4的溶解度比BaCO3的小。过程II中除去的离子有
④经过程III处理,要求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5mg/L。若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L,则处理10m3盐水b,至多添加10% Na2SO3溶液
kg(溶液体积变化忽略不计)。
⑵2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH―
⑶Cl2与水反应:Cl2+H2OHCl+HClO,增大HCl的浓度使平衡逆向移动。减少Cl2在水中的溶解,有利于Cl2的逸出
⑷①Mg(OH)2
②2NH4++3Cl2+8OH―N2↑+6Cl-+8H2O
③SO42-、Ca2+
解析:电解饱和食盐水时,阴极产物为NaOH和H2,阳极产物是Cl2,反应的离子方程式是2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH―,据此可以确定溶液A的溶质是NaOH;电解时用盐酸控制
一、考题预测
1.(2012江西)下列说法正确的是(
A.蛋白质和油脂的水解都是由高分子化合物生成小分子化合物的过程
B. MgO和Al2O3在工业上用于制作耐高温材料,也常用于电解法冶炼镁、铝金属
C.铅蓄电池放电时的正极和充电时的阴极均发生还原反应
D.由两种非金属元素组成的化合物分子中只可能有极性键,不可能有非极性键
C解析A项油脂不是高分子化合物;B项MgO熔点太高,常用电解熔融氯化镁冶炼镁;H2O2中存在非极性键,D项不正确。
2. (2012唐山)碱性锌锰电池的总反应为:Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH),下列说法不正确的是(
A.该电池Zn为负极,MnO2为正极,电解质是KOH
B.放电时外电路电流由Zn流向MnO2
C.电池工作时OH-向锌电极移动
D.该电池的正极反应为:MnO2+e-+H2O=MnO(OH)+OH—
B解析放电时,Zn为负极,MnO2为正极反应物,电子流从Zn流向MnO2,电流方
向与电子流向相反,故B项错误。
3.(2012山东莱芜)锂钒氧化物电池的能量密度远远超过其他材料电池,电池总反应式为:,下列说法不正确的是(
A.向外供电时,锂离子向负极移动
B.负极上反应的物质是锂,正极上反应的物质是
C.正极的电极反应为:
D.负极的电极反应为:
A解析该电池的负极为锂,产生的Li+移向正极,A项错误。
(2012南昌)A.HCl
答案:C解析:电解HCl溶液生成氢气和氯气,溶质减少,PH增大;电解NaOH实质是电解水,NaOH浓度增大,PH也增大,电解NaCl生成NaOH,PH增大。
5.(2012福建泉州)右图是模拟电化学反应装置图。下列说法正确的是(
A.若X为碳棒,开关K置于N处,会加快铁的腐蚀
B.若X为锌,开关K置于N处,则X极上有黄绿色气体生成
C.若X为碳棒,开关K置于M处,则铁电极的电极反应式为:Fe-3e-=Fe3+
D.若X为锌,开关K置于M处,则总反应方程式为:2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2
D解析A项构成电解池,此时Fe为阴极被保护,不正确;B项锌为活泼电极放电,不会产生黄绿色气体;C项构成原电池,铁为负极失电子生成Fe2+,不正确。
6.(2012济宁)控制合适的条件,将反应设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是(
A.反应开始时,乙中石墨电极上发生的电极反应式为2I——2e—===I2
B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原
C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态
D.电流计读数为零后,在甲中加入FeCl2固体,乙中石墨电极为负极
D解析:该反应不是可逆反应,故不能逆向进行,D项说法错误。
7.(2012浙江宁波)在1L K2SO4和CuSO4的混合溶液中
c(SO42-) = 2.0 mol·L-1,用石墨电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4L
(标准状况)气体,则原溶液中c(K+)为
A.2.0 mol·L-1 B.1.5 mol·L-1
C.1.0 mol·L-1
D.0.5 mol·L-1
8.(2012浙江宁波)某心脏起搏器的动力来源于Li-SOCl2电池。该电池的总反应可表示为4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。下列关于该电池的说法正确的是(
A.放电过程中Li+向负极移动
B.该电池的电解质溶液为NaCl水溶液C.正极电极反应式为: 2SOCl2+4e- = 4Cl— +S +SO2
D.当0.4mol Li完全溶解时,流经电解液的电子个数为2.408×1023
9.(2012九江)如图所示甲、乙两个装置,所盛溶液体积和浓度均相同且
足量,当电路中通过的电子都是0.1mol时,下列说法正确的是(
A.溶液的质量变化:甲减小乙增大
B.溶液pH值变化:甲减小乙增大
C.相同条件下产生气体的体积:V甲=V乙
D.电极反应式:甲中阴极:Cu2++2e—= Cu, 乙中负极:Mg - 2e—= Mg2+
10.(2012山东莱芜)工业上金属的冶炼过程复杂。
(1)炼铁涉及的2个热化学方程式:
(2)工业上电解硫酸锌溶液可实现湿法炼锌(控制条件,使难放电、阳极电极不溶解)。写出电解总方程式
(3)将干净的铁片浸于熔融的液态锌水中可制得镀锌钢板,这种钢板具有很强的耐腐蚀能力。镀锌钢板的镀层一旦被破坏后,锌将作为原电池的
反应。(填“氧化”或“还原”)
(4)实验室用镀锌钢板与稀硫酸制取标准状况下的氢气4.48L,则该反应转移的电子数为
,消耗硫酸的物质的量是
过关强化训练
2CO2(g)+3H2O(l);△H<0
C.4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s);△H<0
D.3Cu(s)+8HNO3(aq)=3Cu(NO3)2(aq)+2NO(g)+4H2O(l);△H<0
答案:A解析:理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池,分析选项中给出的反应中,A为复分解反应,不属于氧化还原反应,其不能设计成原电池。
2.(2012福建泉州)1g 氢气在氧气中完全燃烧生成气态水,放出热量120.9 kJ,则(
  A.反应的热化学方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
ΔH= +483.6 kJ·mol?1  B.氢气的燃烧热为241.8 kJ·mol?1  C.1 mol H2O(1)的能量大于1 mol H2O(g)的能量  D.2 mol H2和1 mol O2的能量总和大于2 mol H2O(g)的能量
D解析:氢气燃烧为放热反应,A不正确;此时生成的为气态水,B项不正确;等物质的量的液态水具有的能量比气态水的小,D项错误。
.铁锈的成分中含有铁的氧化物、铁的氢氧化物.研究证明,铁器的生锈与大气中的氧气、水蒸气有关.下列做法中最有利于减缓铁器生锈的是 (  )
A.铁锅用完后用水刷洗干净其表面的油污
B.久置不用的铁刀涂抹凡士林在空气中保存
C.将铁壶盛水后保存
D.铁勺、铁铲放在阴湿处保存
.同温同压下,用惰性电极在U型管中电解下列物质的水溶液,消耗相同的电量,生成气体体积最
A.饱和食盐水
B.CuCl2溶液
C.CuSO4溶液
D.NaOH溶液
.(2012九江)已知:热化学方程式:
由此可知Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l) △H=____
A.-441.8kJ·mol-1 B.- 254.8kJ·mol-1
C.-438.9kJ·mol-1
D.-260.4kJ·mol-1
利用盖斯定律可知:①-②/2,可得Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l) △H=-260.4kJ·mol-1
A.石墨作阳极,铁作阴极
B.粗铜(含Fe、Ni、Zn)作阳极,纯铜作阴极
C.纯铜作阳极,铁作阴极
D.铁作阳极,纯铜作阴极
7.如图所示,下列叙述正确的是  )
A.Y为阴极,发生还原反应B.X为正极,发生氧化反应
C.Y与滤纸接触处有氧气生成D.X与滤纸接触处变红
. 将Fe片和Zn片放在盛有NaCl溶液(其中滴有酚酞)的表面皿中,如图所示。最先观察到变为红色的区域为(
右图为用直流电源电解析Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是A.逸出气体的体积,a电极的小于b电极的
B.一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体
C.a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色
D.a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色
D解析:根据右图可以写出电极反应式,阳极(b极):4OH–-4e–=O2+2H2O,阴极(a极):4H++4e–=2H2,在两极滴入石蕊溶液,b极溶液显酸性而呈红色,a极溶液显碱性而呈蓝色;逸出气体体积a电极大于b电极;且H2和O2均为无色无味气体。
甲乙两同学做下表所述的水果电池实验,其测得的数据如下表:
实验序号 电极材料 选用的水果 电极间距/cm 电压/mV
I 锌 铜 菠萝 3 900
II 锌 铝 菠萝 3 650
III 锌 铝 苹果 3 450
下列叙述中错误的是A.I中锌为负极,电子由锌经导线流向铜
B.II中铝为负极,铝失去电子,电流由锌经导线流向铝
C.III中铝为负极,电极反应为:Al-3e-=Al3+
D.水果电池的电压只与水果的种类有关
D解析:从表中数据可以看出,水果电池的电压即与水果种类有关,也与电极材料有关,D错;其余选项均正确。
.(2012合肥)意大利罗马大学的FuNvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如下图所示,已知断裂1 mol N—N键吸收167kJ热量,生成1 mol N≡N键放出942kJ热量。根据以上信息和数据,判断下列说法中正确的是(
A.N4与N2互为同位素B.14N原子核内的中子数为14
C.N4沸点比P4(白磷)低D.N4是一种比N2稳定的物质
C解析:N4与N2互为同素异形体,A项不正确;14N的质量数是14,中子数为7,B项错
误;键能越大,共价键的稳定性越大,故N4比N2稳定性差,D项不正确。
在25℃时,将两个铂电极插入一定质量的饱和硫酸钠溶液中进行电解。通电一段时间后,阴极上逸出amol气体,同时有Wmol Na2SO4·10H2O晶体析出。若温度不变,则剩余溶液中溶质的质量分数为
13.(201马鞍山)下列有关电化学的说法中正确的是(
A、铅酸蓄电池充电时的阳极反应为:PbSO4+2H2O→PbO2+SO42-+4H++2e-
B、氢氧固体燃料电池中的正极反应为(固体电解质只允许O2-通
过):O2+2H2O+4e-→4OH-
C、用石墨电极电解CuCl2溶液一段时间后,向所得溶液中加
入少量的CuO可使电解液复原
D、可用如图所示的装置实现反应:Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑
A解析A项,阳极发生氧化反应,失去电子,正确;B项,正极应生成O2-,即O2+4e-→O2-,错;C项,电解CuCl2,生成Cu和Cl2,故应补充CuCl2,错;D项,Cu与H2SO4不能发生自发的氧化还原反应,错。
1.(201辽宁锦州)用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl-.Br- .Na+.Mg2+)的装置如图所示 (a.b为石墨电极)。下列说法中不正确的是
A.电池工作时,正极反应式为:O2 +4H+ + 4e-→ 2H2O
B.电解时,a 电极周围首先放电的是Br-而不是Cl-,说明当其它条件相同时前者的还原性强于后者
C.电解时,电子流动路径是:负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极
D.忽略能量损耗,当电池中消耗0.02g H2 时,b 极周围会产生0.02g H2
C 解析:从电池中相应的电极材料及电解质溶液可知,A项正确;电解时,总是还原性强、氧化性强的离子在两极首先放电,b与原电池中正极相连,故充当阳极,放电的是还原性强的阴离子,B项正确;在电解过程中,电解质溶液的导电是通过阴阳离子的定向移动完成的,电子不可能在溶液中流动,C项错误;根据整个过程中的电子得失守恒可知,D项正确。
将V1mL1.0mol/L HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如右图所示(实验中始终保持 V1 + V2= 50mL)。下列叙述正确的是 A.做该实验时环境温度为22℃
B.该实验表明化学能可能转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为1.0mol/L
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
(2012南昌)依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是
;电解质溶液Y是
(2)银电极为电池的
极,发生的电极反应为
;X电极上发生的电极反应为
(3)外电路中的电子是从
属材料容易失去电子,因此负极是铜 ,正极是银,电极反应分别为:2Ag++2e-=2Ag
Cu-2e-=Cu2+。电池工作时电子定向移动,由负极流向正极,溶液中的阳离子向原电池的正极移动,溶液中的阴离子向原电池的负极移动。
.(201云南)用如图所示的装置进行电解。A中盛有AgNO3溶液,B中盛有饱和Na2SO4溶液通电一会儿,发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。则:
(1)电源的F端为_____________极。
(2)A中发生反应的化学方程式为___________。
(3)在B中观察到的现象是___________、______、___________。
(4)室温下,若从电解开始到时间t s,A、B装置中共收集到标准状况下的气体0.168L,,B中析出硫酸钠晶体ωg。若电解过程中无其他副反应发生,经测定电解后,A中溶液体积恰为1000mL,则①A溶液的pH为______________。②电解前饱和Na2SO4溶液的质量分数为________________(列出算式即可。)
(1)正 (2)4AgNO3+2H2O4Ag+O2+4HNO3 (3)石墨极有气泡产生,Cu极周围变蓝色
溶液中有蓝色沉淀生成 (4)①2 ②100%
解析:以湿润的淀粉KI试纸为研究对象。由于C端变为蓝色,可知C端有I2生成:2I--2e-→I2。该极为阳极,连接电源正极。由题意可知:4H+~O2~2H2根据气体体积可求出n(H+)、c(H+)及pH。对于B池,阳极反应式为:Cu-2e-→Cu2+,阴极反应式为:2H++2e-→H2↑。电解的总反应式为Cu+2H2OCu(OH)2↓+H2↑。当阴极析出0.0025molH2,耗水0.005mol,析出晶体的质量和消耗的水的质量即为饱和溶液的质量。
(分)A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子如下表所示:
阳离子 Na+、K+、Cu2+
阴离子 SO42— 、OH-
下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液,电极均为石墨电极。
接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加了16g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图如上。据此回答下列问题:
(1)M为电源的_____极(填写“正”或“负”)
电极b上发生的电极反应为______________________________;
(2)计算电极e上生成的气体在标准状态下的体积:____________;
(3)写出乙烧杯的电解池反应_____________________________
(4)如果电解过程中B溶液中的金属离子全部析出,此时电解能否继续进行,为什么?
__________________________________________________________。
(5)若经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加了16g,要使丙恢复到原来的状态,操作是_________________ 。
20.(13分)(2012.潍坊)(1)“天宫一号”于2011年9月在酒泉卫星发射中心发射,标志着我国的航空航天技术迈进了一大步.火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲胼和四氧化二氮,偏二甲肼可用胼来制备.
①用肼(N2H4)为燃料,四氧化二氮做氧化剂,两者反应生成氮气和气态水.
已知:N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)
△H=10.7kJ· mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)
△H=-543 kJ· mol-1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式为
②已知四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在,它很容易转化为二氧化氮.试推断由二氧化氮制取四氧化二氮的反应条件(或措施):
(2)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航天航空.如图l所示装置中,以稀土金属材料做惰性电极,在两极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导阳极生成的O2-离子(O2+4e
①c电极的名称为
,d电极上的电极反应式为
②如图2所示电解l00mL0.5 mol·L-1CuSO4溶液,a电极上的电极反应式为
.若a电极产生56mL(标准状况)气体,则所得溶液的pH=
(不考虑溶液体积变化),若要使电解质溶液恢复到电解前的状态,可加入
为恢复电解质溶液的原状,根据“出什么加什么”原理,只要相当于加入CuO即可,a可以,b Cu(OH)2可以拆为CuO·H2O,c的CuCO3拆为CuO·CO2,d项Cu2(OH)2CO3可拆为CuO·H2O·CO2,其中c项也可选。.(9分)含铬(Cr)工业废水的处理原理是将Cr2O72-转化为Cr3+,再将Cr3+转化为沉淀。转化过程中,废水pH与Cr2O72-转化为Cr3+的关系左图,实验室模拟工业电解法处理含铬废水的装置如右图:
请根据以上知识回答下列问题:
(1)含铬废水预处理的方法是
(2)写出下列反应的离子方程式:① 电解过程中的阴极反应式
_________________
②Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式
(3)当废水颜色不再发生明显变化时,切断电源,取出电极,再调节电解液的pH至8左右。调节pH的目的是
(4)含铬废水国家排放标准为含量≤0.1000mg/L。取上述电解后的废水200.00 mL,调节pH=1后置于锥形瓶中,用浓度为0.0001 mol/L的KI溶液滴定,至滴定终点时,用去KI溶液9.00 mL。已知酸性条件下,I-被Cr2O72-氧化的产物为I2。用计算所得数据说明上述电解法处理后的废水是否符合国家排放标准
调节pH为1左右⑵① 2H++2e-=H2↑
②6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
⑶使溶液中的Fe3+、Cr3+全部转化为氢氧化物沉淀
⑷经计算知,上述电解后的废水中含量=0.0780 mg/L,符合国家排放标准
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