电化学原理在能量转化,物质制备及环境保护等领域均有广泛应用,请按要求回答下列问题:
一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图甲所示,该电池用KOH溶液作为电解质溶液。以该燃料电池作为电源电解足量的饱和CuSO4溶液以实现向铁棒上镀铜,装置如图乙所示。
(1)b电极为燃料电池的_______ 极(填“ 正”或“负”)。a电极反应式为_______________ ,c电极应选用的电极材料为_____ (填“铁”或“铜” ) 。若c、d电极均为惰性电极,则c电极反应式应为_____________________________ ,装置乙总反应为___________________
氰化物有剧毒,在含氰工业废水排放前,需要对其进行治理。在碱性条件下利用电解法除去废水中的氯化物(以CN- 代表),装置如图丙,已知石墨电极上依次发生的部分反应有:
a.CN-+ 2OH--2e -=CNO- + H2O
b.2Cl--2e- = Cl2↑
c.3Cl2+ 2CNO -+ 8OH-=N2↑+6C1-+ 2CO+ 4H2O
(2)铁电极上发生的电极反应为__________________
(3)忽略铁电极上的其他反应,电解一段时间后,相同条件下在石墨电极处测得产生N2 a mL,同时在铁电极处产生气体b mL,则氰去除率为_______ (氰去除率=100%)
一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图甲所示,该电池用KOH溶液作为电解质溶液。以该燃料电池作为电源电解足量的饱和CuSO4溶液以实现向铁棒上镀铜,装置如图乙所示。
(1)b电极为燃料电池的
氰化物有剧毒,在含氰工业废水排放前,需要对其进行治理。在碱性条件下利用电解法除去废水中的氯化物(以CN- 代表),装置如图丙,已知石墨电极上依次发生的部分反应有:
a.CN-+ 2OH--2e -=CNO- + H2O
b.2Cl--2e- = Cl2↑
c.3Cl2+ 2CNO -+ 8OH-=N2↑+6C1-+ 2CO+ 4H2O
(2)铁电极上发生的电极反应为
(3)忽略铁电极上的其他反应,电解一段时间后,相同条件下在石墨电极处测得产生N2 a mL,同时在铁电极处产生气体b mL,则氰去除率为
更新时间:2022-12-14 20:52:11
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(0.4)
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【推荐1】某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究.
请回答:
I.用图1所示装置进行第一组实验.
(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu做电极的是______ (填字母序号).
A.铝 B.石墨 C.银 D.铂
(2)N极发生反应的电极反应式为_____________ .
(3)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有______________ .
II.用图2所示装置进行第二组实验.实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清.查阅资料发现,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色.
(4)电解过程中,X极区溶液的pH______ (填“增大”、“减小”或“不变”).
(5)电解过程中,Y极发生的电极反应为_____________ 和4OH- - 4e-= 2H2O + O2↑
(6)若在X极收集到672mL气体,在Y极收集到168mL气体(均已折算为标准状况时气体体积),则Y电极(铁电极)质量减少______ g.
(7)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为:2K2FeO4+3Zn═Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2 该电池正极发生的反应的电极反应式为__________ .
请回答:
I.用图1所示装置进行第一组实验.
(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu做电极的是
A.铝 B.石墨 C.银 D.铂
(2)N极发生反应的电极反应式为
(3)实验过程中,SO42-
II.用图2所示装置进行第二组实验.实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清.查阅资料发现,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色.
(4)电解过程中,X极区溶液的pH
(5)电解过程中,Y极发生的电极反应为
(6)若在X极收集到672mL气体,在Y极收集到168mL气体(均已折算为标准状况时气体体积),则Y电极(铁电极)质量减少
(7)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为:2K2FeO4+3Zn═Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2 该电池正极发生的反应的电极反应式为
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【推荐2】原电池是一种能将化学能直接转化为电能的装置。
Ⅰ.下图是一种简易氢氧燃料电池装置。(1)该装置中,负极反应物是___________ ;正极的电极反应式是___________ 。
(2)能够证实该装置产生电流的现象是___________ 。
(3)如用KOH代替稀硫酸,则负极的电极反应式是___________ ;正极的电极反应式是___________ 。
Ⅱ.下图是另一种原电池装置。(4)该装置中,发生反应的离子方程式是___________ 。
(5)正极的电极反应式是___________ 。
(6)下列叙述正确的是___________ (填字母)。
a.在Cu表面被还原,产生气泡 b.电流从Zn片经导线流向Cu片
c.电子从Zn片经导线流向Cu片 d.Zn和Cu的都是电极材料,也都参与电极反应
Ⅲ.某小组同学应用以下思路,将反应设计成原电池装置。
(7)填空:①是(填物质的化学式,下同)___________ ,③是___________ 。⑤是___________ 。
(8)从以下选项中选出做负极材料的是(选填字母,下同)___________ ,最适合做正极材料的是___________ 。
a.Fe b.Cu c.石墨 d.Zn
Ⅰ.下图是一种简易氢氧燃料电池装置。(1)该装置中,负极反应物是
(2)能够证实该装置产生电流的现象是
(3)如用KOH代替稀硫酸,则负极的电极反应式是
Ⅱ.下图是另一种原电池装置。(4)该装置中,发生反应的离子方程式是
(5)正极的电极反应式是
(6)下列叙述正确的是
a.在Cu表面被还原,产生气泡 b.电流从Zn片经导线流向Cu片
c.电子从Zn片经导线流向Cu片 d.Zn和Cu的都是电极材料,也都参与电极反应
Ⅲ.某小组同学应用以下思路,将反应设计成原电池装置。
反应: | |
确定负极 | 确定负极反应物① |
确定负极材料② | |
确定正极 | 确定正极反应物③ |
确定正极材料④ | |
确定离子导体 | ⑤ |
确定电子导体 | ⑥ |
(7)填空:①是(填物质的化学式,下同)
(8)从以下选项中选出做负极材料的是(选填字母,下同)
a.Fe b.Cu c.石墨 d.Zn
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解题方法
【推荐3】(1)下图是某化学兴趣小组探究化学能转变为电能的装置,若依据氧化还原反应: Cu+2Fe3+= Cu2++2Fe2+设计原电池,电极a为石墨、则电极b为电池的______ 极,发生的电极反应式为:___________ ,电极a上发生的电极反应为_____ (填“氧化”或“还原"反应。
(2)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计如图为某种甲烷燃料电池示意图,工作时电子流向如图所示。
写出电极A的电极方程式________________ ,电极A附近pH如何变化?______________ (填“变大”或“变小”)。
(3)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,电解质溶液是LiAlCl4- SOCl2。电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl= 4LiCl+S+ SO2。已知SOCl2会与水反应有刺激性气味的气体生成:SOCl2+ H2O=2HCl↑+ SO2↑。电池的负极材料为_________ ; 电池正极发生的电极反应式为_________ ;组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是______________ 。
(2)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计如图为某种甲烷燃料电池示意图,工作时电子流向如图所示。
写出电极A的电极方程式
(3)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,电解质溶液是LiAlCl4- SOCl2。电池的总反应可表示为:4Li+2SOCl= 4LiCl+S+ SO2。已知SOCl2会与水反应有刺激性气味的气体生成:SOCl2+ H2O=2HCl↑+ SO2↑。电池的负极材料为
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【推荐1】面对日益加剧的能源危机,我国《能源发展纲要》中倡导大力发展替代能源,如风能、电能等,要大力开发电动自行车、电动摩托车、电动汽车。回答下列问题:
(1)下列物质中可以作为燃料电池的负极反应物的是( )
A.CH4 B.H2 C.C2H5OH D.CO2
(2)若用CH4作燃料,氢氧化钾溶液作电解质溶液,写出负极上的电极反应式_______________ 。
(3)电池工作时,溶液中KOH的物质的量浓度________ (填“增大”“不变”或“减小”)。
(4)某温度下的饱和Na2SO4溶液的溶解度为25 g,用甲烷燃料电池进行电解,当阳极产生3.36 L(标准状况)气体时,电路中通过电子的物质的量为_______ ,消耗甲烷的物质的量为_______ ,此时,析出Na2SO4·10H2O的质量为________ 。
(1)下列物质中可以作为燃料电池的负极反应物的是
A.CH4 B.H2 C.C2H5OH D.CO2
(2)若用CH4作燃料,氢氧化钾溶液作电解质溶液,写出负极上的电极反应式
(3)电池工作时,溶液中KOH的物质的量浓度
(4)某温度下的饱和Na2SO4溶液的溶解度为25 g,用甲烷燃料电池进行电解,当阳极产生3.36 L(标准状况)气体时,电路中通过电子的物质的量为
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【推荐2】请回答下列问题。
(1)肼—空气燃料电池是一种碱性电池,无污染,能量高,有广泛的应用前景,其工作原理如图所示,回答下列问题:
①该燃料电池中正极通入的物质是___________ ,负极发生的反应式为___________ 。
②电池工作时,OH-移向极___________ (填“a”或“b”)。
③当电池放电转移5 mol电子时,至少消耗燃料肼___________ g.
(2)锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。电池反应式为:Li1-xMnO4+LixLiMnO4,下列有关说法不正确的是___________(填字母)。
(1)肼—空气燃料电池是一种碱性电池,无污染,能量高,有广泛的应用前景,其工作原理如图所示,回答下列问题:
①该燃料电池中正极通入的物质是
②电池工作时,OH-移向极
③当电池放电转移5 mol电子时,至少消耗燃料肼
(2)锰酸锂离子电池在混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。电池反应式为:Li1-xMnO4+LixLiMnO4,下列有关说法不正确的是___________(填字母)。
A.放电时电池的正极反应式为Li1-xMnO4+xLi++xe-=LiMnO4 |
B.放电过程中,石墨没有得失电子 |
C.该电池也能在KOH溶液的环境中正常工作 |
D.充电时电池上标有“-”的电极应与外接电源的负极相连 |
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【推荐3】Ⅰ.常温下,将除去表面氧化膜的Al、Cu片放入U形管作原电池的两极,测得图1所示原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示,反应过程中有红棕色气体产生。
(1)0~t1时,原电池的负极是Al片,此时,正极的电极反应式是________ 。溶液中的H+向 ________ (填“正”或“负”)极移动。
(2)t1时,原电池中电子流动方向发生改变,其原因是________ 。
Ⅱ.下图所示电化学装置中,a为足量的电解质溶液,X、Y是两块电极板。
请回答:
(3)若X、Y都是石墨电极,a是含有酚酞的饱和NaCl溶液,则在X电极附近观察到的现象是________ ,检验Y电极上反应产物的化学方法及实验现象是 ________ ,电解池总反应的离子方程式为 ________ 。
(1)0~t1时,原电池的负极是Al片,此时,正极的电极反应式是
(2)t1时,原电池中电子流动方向发生改变,其原因是
Ⅱ.下图所示电化学装置中,a为足量的电解质溶液,X、Y是两块电极板。
请回答:
(3)若X、Y都是石墨电极,a是含有酚酞的饱和NaCl溶液,则在X电极附近观察到的现象是
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解题方法
【推荐1】请按要求回答下列问题。
(1),的溶液中,由水电离出的浓度约为______ 。溶液加适量的水稀释,下列表达式的数值变大的是______ (填标号)。
A. B. C. D.
(2)如图烧杯中盛的是海水,铁腐蚀的速率最慢的是________(填标号)。
(3)用如图所示的装置研究电化学的相关问题(乙装置中X为阳离子交换膜)。
①甲装置中负极反应式为________ 。
②乙装置中石墨电极上生成的气体为________ (填化学式)。
③丙装置中足量,工作一段时间后,溶液的________ (填“变大”、“变小”或“不变”),反应的化学方程式为________ ,若要将电解后的溶液复原,需加入一定量的________ (填化学式)。
(1),的溶液中,由水电离出的浓度约为
A. B. C. D.
(2)如图烧杯中盛的是海水,铁腐蚀的速率最慢的是________(填标号)。
A. | B. | C. | D. |
①甲装置中负极反应式为
②乙装置中石墨电极上生成的气体为
③丙装置中足量,工作一段时间后,溶液的
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解题方法
【推荐2】SO2、CO、CO2、NOx是对环境影响较大的几种气体,对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径.
(1)利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料,装置如图所示:
①若A为CO,B为H2, C为CH3OH,则通入CO的为________ 极(填“正”或“负”)。
②若A为SO2,B为O2,C为H2SO4 , 则负极的电极反应式为:________ 。
(2)碳酸盐燃料电池,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质,操作温度为650℃,在此温度下以镍为催化剂,以煤气(CO、H2的体积比为1∶1)直接做燃料,其工作原理如图所示。
①电池总反应为________ 。
②以此电源电解足量的硝酸银溶液,若阴极产物的质量为21.6g,电解后溶液体积为2L,溶液的pH约为____ 。(3)某研究小组利用下列装置用N2O4生产新型硝化剂N2O5。
①现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备N2O5, 装置如图所示,其中Y为CO2。在该电极上同时还引入CO2的目的是________ 。
②电解过程中,生成N2O5的电极反应方程式为________ 。
(1)利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料,装置如图所示:
①若A为CO,B为H2, C为CH3OH,则通入CO的为
②若A为SO2,B为O2,C为H2SO4 , 则负极的电极反应式为:
(2)碳酸盐燃料电池,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质,操作温度为650℃,在此温度下以镍为催化剂,以煤气(CO、H2的体积比为1∶1)直接做燃料,其工作原理如图所示。
①电池总反应为
②以此电源电解足量的硝酸银溶液,若阴极产物的质量为21.6g,电解后溶液体积为2L,溶液的pH约为
①现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备N2O5, 装置如图所示,其中Y为CO2。在该电极上同时还引入CO2的目的是
②电解过程中,生成N2O5的电极反应方程式为
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【推荐3】如图所示,某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理, 其中乙装置中 X 为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题:
(1)写出负极的电极反应式_____
(2)写出石墨电极的电极反应式_____________
(3)反应一段时间后,乙装置中生成氢氧化钠主要在_________ (填“铁极”或“石墨极”)区。
(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中阳极上电极反应式为_________ ,反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将_____ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)若在标准状况下,有 2.24 L 氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数目为_____ ;丙装置中阴极析出铜的质量为_____ 。
根据要求回答相关问题:
(1)写出负极的电极反应式
(2)写出石墨电极的电极反应式
(3)反应一段时间后,乙装置中生成氢氧化钠主要在
(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中阳极上电极反应式为
(5)若在标准状况下,有 2.24 L 氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数目为
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解题方法
【推荐1】回答下列问题:
(1)下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。B极上的电极反应式_______ ;若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解100mL1mol/L的硫酸铜溶液,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗的甲烷的体积为_______ L(标况下)。
(2)下图是高能锂电池的工作原理,其总反应式为,装置中的和为电解质。用该电池为电源进行如图的电解实验,电解一段时间测得甲池产生标准状况下。B电极为_______ 极,电源正极反应式为_______ ,从隔膜中通过的离子数目为_______ ,若电解过程体积变化忽略不计,则电解后甲池中溶液浓度为_______ mol/L。
(1)下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。B极上的电极反应式
(2)下图是高能锂电池的工作原理,其总反应式为,装置中的和为电解质。用该电池为电源进行如图的电解实验,电解一段时间测得甲池产生标准状况下。B电极为
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解题方法
【推荐2】面对日益加剧的能源危机,我国《能源发展纲要》中倡导大力发展替代能源,如风能、电能等,要大力开发电动自行车、电动摩托车、电动汽车。回答下列问题:
(1)下列物质中可以作为燃料电池的负极反应物的是( )
A.CH4 B.H2 C.C2H5OH D.CO2
(2)若用CH4作燃料,氢氧化钾溶液作电解质溶液,写出负极上的电极反应式_______________ 。
(3)电池工作时,溶液中KOH的物质的量浓度________ (填“增大”“不变”或“减小”)。
(4)某温度下的饱和Na2SO4溶液的溶解度为25 g,用甲烷燃料电池进行电解,当阳极产生3.36 L(标准状况)气体时,电路中通过电子的物质的量为_______ ,消耗甲烷的物质的量为_______ ,此时,析出Na2SO4·10H2O的质量为________ 。
(1)下列物质中可以作为燃料电池的负极反应物的是
A.CH4 B.H2 C.C2H5OH D.CO2
(2)若用CH4作燃料,氢氧化钾溶液作电解质溶液,写出负极上的电极反应式
(3)电池工作时,溶液中KOH的物质的量浓度
(4)某温度下的饱和Na2SO4溶液的溶解度为25 g,用甲烷燃料电池进行电解,当阳极产生3.36 L(标准状况)气体时,电路中通过电子的物质的量为
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【推荐3】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:
如图1所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯中依次盛放足量的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16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。请回答下列问题:
(1)M为直流电源的________ 极,b电极上发生的电极反应为______________________ 。
(2)计算e电极上生成的气体在标准状况下的体积为________________ 。
(3)写出乙烧杯中的总反应方程式:____________________________________________ 。
阳离子 | Na+、K+、Cu2+ |
阴离子 | SO42-、OH- |
如图1所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯中依次盛放足量的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16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。请回答下列问题:
(1)M为直流电源的
(2)计算e电极上生成的气体在标准状况下的体积为
(3)写出乙烧杯中的总反应方程式:
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