如图为某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请根据原电池原理回答问题:
(1)若电极a为Zn、电极b为Fe、电解质溶液为稀硫酸,该装置工作时,SO向_______ (填“a”或“b”)极移动,正极的电极反应式为_______ 。
(2)若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银溶液,该原电池工作时,原电池的正极材料为_______ ,电子沿导线向_______ (填“a”或“b”)极移动。
(3)若电极a为Mg、电极b为Al、电解质溶液为氢氧化钠溶液,该原电池工作时,原电池的负极材料为_______ ,电子从_______ (填“a”或“b”)极流出。一段时间后,若反应转移3NA个电子,则理论上消耗Al的质量是_______ g。
(1)若电极a为Zn、电极b为Fe、电解质溶液为稀硫酸,该装置工作时,SO向
(2)若电极a为Fe、电极b为Ag、电解质溶液为硝酸银溶液,该原电池工作时,原电池的正极材料为
(3)若电极a为Mg、电极b为Al、电解质溶液为氢氧化钠溶液,该原电池工作时,原电池的负极材料为
更新时间:2022-10-02 23:23:57
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解题方法
【推荐1】为验证不同化合价铁的氧化还原能力,利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题:
(1)由FeSO4·7H2O固体配制240mL0.10mol·L−1FeSO4溶液,需要称量FeSO4·7H2O固体的质量为_____ g(保留两位小数)。
(2)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据,盐桥中应选择_____ 作为电解质。
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知,盐桥中的阳离子进入_____ (填“石墨”或“铁”)电极溶液中。
(4)电池反应一段时间后,测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol·L−1.,石墨电极上未见Fe析出。可知,石墨电极溶液中c(Fe2+)=_____ 。
(5)根据(3)、(4)实验结果,可知石墨电极的电极反应式为_____ ,铁电极的电极反应式为_____ 。
(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液,将铁电极浸泡一段时间,铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是_____ 。
回答下列问题:
(1)由FeSO4·7H2O固体配制240mL0.10mol·L−1FeSO4溶液,需要称量FeSO4·7H2O固体的质量为
(2)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据,盐桥中应选择
阳离子 | u∞×108/(m2·s−1·V−1) | 阴离子 | u∞×108/(m2·s−1·V−1) |
Li+ | 4.07 | 4.61 | |
Na+ | 5.19 | 7.40 | |
Ca2+ | 6.59 | Cl− | 7.91 |
K+ | 7.62 | 8.27 |
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知,盐桥中的阳离子进入
(4)电池反应一段时间后,测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol·L−1.,石墨电极上未见Fe析出。可知,石墨电极溶液中c(Fe2+)=
(5)根据(3)、(4)实验结果,可知石墨电极的电极反应式为
(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液,将铁电极浸泡一段时间,铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是
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【推荐2】能源、资源问题是当前人类社会面临的一项重大课题。直接利用物质燃烧提供热能在当今社会仍然占很大比重,但存在利用率低的问题,燃料电池将能量转化效率比直接燃烧效率高,都是重要的能源物质。
(1)其中氢氧燃料电池是常见的燃料电池,如图1为氢氧燃料电池的工作原理示意图,a、b均为惰性电极。___________ 口通入(填“A”或“B”);负极是___________ (填“a”或“b”)。电流由___________ 流向___________ (填“a”或“b”)。在碱性条件下,负极反应式为___________ 。
②假设使用的“燃料”是甲烷(酸性条件下),a极的电极反应为:___________ 。
(2)某同学设计如图2的原电池,正极实验现象为___________ ,则负极的电极反应式为:___________ ,当导线中有个电子流过,溶液质量变化为___________ g。_______ (填或),负极的电极反应式为:_______ 。
(1)其中氢氧燃料电池是常见的燃料电池,如图1为氢氧燃料电池的工作原理示意图,a、b均为惰性电极。
①使用时,空气从
②假设使用的“燃料”是甲烷(酸性条件下),a极的电极反应为:
(2)某同学设计如图2的原电池,正极实验现象为
(3)某同学设计如图3的原电池,正极为
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【推荐3】电化学自伏打电堆开始,便不断地推进化学学科的发展。伏打电堆示意图如图所示:
(1)将Zn片和Ag片用浸泡有盐溶液的纸片隔开,就可以产生电流,该装置的电流方向是_________ (填“Zn→Ag”或“Ag→Zn”)
(2)利用伏打电堆产生的电流,戴维开创了电化学研究,制得并发现系列新元素,请写出电解制Na的化学方程式:______________ 。
(3)已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+ 2H2O,现设计如下图所示装置进行电解(电解液足量),测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时,铁电极的质量减少11.2 g。
则A是铅蓄电池的_____ (填“正”或“负”)极,写出铅蓄电池放电时的正极反应式:______ ,如图2表示电解时某个量(纵坐标x)随时间变化的曲线,这个量x最有可能表示的是_____ (填序号)。
a.两个U形管中析出的气体体积
b.两个U形管中阳极质量的减少量
c.两个U形管中阴极质量的增加量
(1)将Zn片和Ag片用浸泡有盐溶液的纸片隔开,就可以产生电流,该装置的电流方向是
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(3)已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+ 2H2O,现设计如下图所示装置进行电解(电解液足量),测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时,铁电极的质量减少11.2 g。
则A是铅蓄电池的
a.两个U形管中析出的气体体积
b.两个U形管中阳极质量的减少量
c.两个U形管中阴极质量的增加量
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解题方法
【推荐1】从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应:CH4+2O2=2H2O+CO2。
(1)下图能正确表示该反应中能量变化的是________ 。
(2)酸性甲烷燃料电池的总反应方程式为CH4+2O2 = 2H2O+CO2。其中,负极的电极反应式为________ ;正极发生________ 反应(填“氧化”或“还原”)。电路中每转移0.2 mol电子,标准状况下消耗O2的体积是________ L。
(3)理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池,请你利用下列反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag设计一个化学电池,并回答下列问题:
①该电池的正极材料是________ ,负极材料是 ________ ,电解质溶液是 ________ 。
②正极的电极反应式为________ 。
(1)下图能正确表示该反应中能量变化的是
(2)酸性甲烷燃料电池的总反应方程式为CH4+2O2 = 2H2O+CO2。其中,负极的电极反应式为
(3)理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池,请你利用下列反应Cu+2Ag+=Cu2++2Ag设计一个化学电池,并回答下列问题:
①该电池的正极材料是
②正极的电极反应式为
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解题方法
【推荐2】依据反应: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__ ;
(3)X电极上发生的电极反应为__ 。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是
(2)银电极为电池的
(3)X电极上发生的电极反应为
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【推荐3】甲醇是重要的工业原料和燃料。
(1)甲醇燃料电池(DMFC)为现代便携式电子产品提供了电能。在以KOH为电解质的甲醇燃料电池中,CH3OH在电源_______ (填“正”或“负”)极反应,当电路中转移0.6mol电子时,消耗CH3OH的物质的量是_______ ;该电池工作一段时间后,电解质溶液的pH_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)利用甲醇通过惰性电解法先获得α-羟基缩酮,α-羟基缩酮再在酸性条件下水解得到一种食品增香剂3-羟基丁酮,其原理如图所示。
①M极上发生_______ (填“氧化反应”或“还原反应”)。
②N为电解池的_______ 极(填“阴”或“阳”),电极反应式是_______ 。
③此法合成3-羟基丁酮的总反应式是_______ (不用写反应条件)。
(1)甲醇燃料电池(DMFC)为现代便携式电子产品提供了电能。在以KOH为电解质的甲醇燃料电池中,CH3OH在电源
(2)利用甲醇通过惰性电解法先获得α-羟基缩酮,α-羟基缩酮再在酸性条件下水解得到一种食品增香剂3-羟基丁酮,其原理如图所示。
①M极上发生
②N为电解池的
③此法合成3-羟基丁酮的总反应式是
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