1 . 电化学知识在我们的生产、生活中被广泛应用。回答下列问题:
(1)如图1所示装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在电极上分别通入甲烷和空气,其中固体电解质是掺杂了的固体,它在高温下能传导()。
①电极的名称为___________ ,电极上的电极反应式为___________ 。
②如图2所示用惰性电极电解100mL0.5mol⋅L溶液,电极上的电极反应式为___________ ,若要使电解质溶液恢复到电解前的状态,可加入___________ (填字母)。
. . . .
(2)利用图3所示的电解装置可制备少量的漂白液。
①极为___________ 。
②极反应式为___________ 。
(3)空气电池是目前储电能力最高的电池。以空气电池为电源,用惰性电极电解硫酸铜溶液如图4所示。
图4
该电池工作时的总反应为,极发生的电极反应为___________ 。当外电路中通过0.04mol电子时,装置内共收集到0.448L气体(标准状况),若装置内的液体体积为200mL(假设电解前后溶液体积不变),则电解前溶液的物质的量浓度为___________ mol⋅L。
(1)如图1所示装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在电极上分别通入甲烷和空气,其中固体电解质是掺杂了的固体,它在高温下能传导()。
①电极的名称为
②如图2所示用惰性电极电解100mL0.5mol⋅L溶液,电极上的电极反应式为
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(2)利用图3所示的电解装置可制备少量的漂白液。
①极为
②极反应式为
(3)空气电池是目前储电能力最高的电池。以空气电池为电源,用惰性电极电解硫酸铜溶液如图4所示。
图4
该电池工作时的总反应为,极发生的电极反应为
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2 . 目前市场上的电池种类繁多,性能也各不相同。根据电化学原理回答下列问题:
(1)镍—镉电池是一种新型的封闭式体积小的可充电电池。其工作原理如图甲所示。放电时,镉电极反应式为______ ,充电时,阳离子移向______ 极(填“a”或“b”)。
(2)燃料电池具有能量转化率高、对环境友好等优点。燃料电池的介质有多种形式,如酸性溶液、碱性溶液、熔融氧化物和熔融碳酸盐等。甲烷碱性燃料电池(乙图)和熔融碳酸盐燃料电池(丙图)工作原理分别如图所示:
①在乙图中,b为______ 极(填“正”或“负”),a电极反应式为______ 。
②在丙图中,d电极反应式为______ 。
(3)以—空气电池为电源,用惰性电极作电极材料电解氯化钠溶液,如图丁所示,该电池工作时,B装置中b电极反应式为______ ,b、c电极析出物质的物质的量比为______ (不考虑析出物质的溶解)。
(4)如图戊所示,用左池(总反应式为,未配平)电解硫酸铜溶液。
左池每消耗32g ,理论上在右池______ (填“石墨”或“Ag”)极会析出______ g Cu。
(1)镍—镉电池是一种新型的封闭式体积小的可充电电池。其工作原理如图甲所示。放电时,镉电极反应式为
(2)燃料电池具有能量转化率高、对环境友好等优点。燃料电池的介质有多种形式,如酸性溶液、碱性溶液、熔融氧化物和熔融碳酸盐等。甲烷碱性燃料电池(乙图)和熔融碳酸盐燃料电池(丙图)工作原理分别如图所示:
①在乙图中,b为
②在丙图中,d电极反应式为
(3)以—空气电池为电源,用惰性电极作电极材料电解氯化钠溶液,如图丁所示,该电池工作时,B装置中b电极反应式为
(4)如图戊所示,用左池(总反应式为,未配平)电解硫酸铜溶液。
左池每消耗32g ,理论上在右池
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3 . 铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。
(1)某研究性学习小组设计了如下图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护,烧杯内液体均为饱和食盐水。
①在相同条件下,三组装置中铁电极腐蚀最快的是______ (填装置序号)。
②为防止金属被腐蚀,可以采用上述______ (填装置序号)装置原理进行防护。
(2)钴酸锂电池是目前常见的锂离子二次电池,电池总反应为,用它做电源按下图装置进行电解。通电后,电极附近先出现白色沉淀,后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀.
①放电时,负极反应式为__________ 。
②该电池充电时,极接电源的______ 极,充电时极的电极反应为____________________ 。
(3)试写出装置Ⅱ中电极附近产生白色沉淀的反应式______________________________ 。
(4)若装置Ⅰ为铜上镀银,则装置Ⅰ中形管内的溶液为__________ ,电解一段时间后,若铜棒上无气体产生,要想使溶液恢复原状态,需加入__________ (填化学式).
(1)某研究性学习小组设计了如下图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护,烧杯内液体均为饱和食盐水。
①在相同条件下,三组装置中铁电极腐蚀最快的是
②为防止金属被腐蚀,可以采用上述
(2)钴酸锂电池是目前常见的锂离子二次电池,电池总反应为,用它做电源按下图装置进行电解。通电后,电极附近先出现白色沉淀,后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀.
①放电时,负极反应式为
②该电池充电时,极接电源的
(3)试写出装置Ⅱ中电极附近产生白色沉淀的反应式
(4)若装置Ⅰ为铜上镀银,则装置Ⅰ中形管内的溶液为
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4 . 二氧化硫是一种空气污染物,在日常生活和工业生产中有多种处理方法。
Ⅰ.煤燃烧会产生二氧化硫,一般在燃烧前要进行脱硫处理。煤的电化学脱硫是借助电解槽阳极发生氧化反应的产物,将煤中黄铁矿(FeS2)或有机硫化物氧化成可溶于水的含硫化合物而达到净煤目的。如图是一种脱硫机理:
说明:l—电极a,2—黄铁矿,3—MnSO4、H2SO4混合溶液,4—未反应黄铁矿,5—电解产品(含Fe3+、SO)。
(1)电极a应与电源________ 相连。
(2)电解刚刚开始时阴极反应为:________ 写出含硫物质FeS2转化的离子方程式________ 。
(3)电解一段时间后,混合溶液中H+的物质量浓度将________ (填“增大”或“不变”或“减小”)。
Ⅱ.烟气净化技术中低浓度SO2烟气脱硫技术尤为重要,在所有SO2吸收剂中,亚硫酸氢钠-亚硫酸钠溶液的化学机理可适用于吸收与再生循环操作。当pH>7.4时,亚硫酸氢钠-亚硫酸钠溶液作为理想的吸收剂对SO2气体有良好的吸收能力。(注:pH=-lg[H+])
如图为双极膜和阴膜组合电渗析法处理时pH<6的吸收液(双极膜在直流电场作用下,会将水解离为H+和OH-)
(4)A室中发生的主要化学方程式为________ ,理想的SO2吸收剂从________ 室流出(填“A”或“B”)。
Ⅰ.煤燃烧会产生二氧化硫,一般在燃烧前要进行脱硫处理。煤的电化学脱硫是借助电解槽阳极发生氧化反应的产物,将煤中黄铁矿(FeS2)或有机硫化物氧化成可溶于水的含硫化合物而达到净煤目的。如图是一种脱硫机理:
说明:l—电极a,2—黄铁矿,3—MnSO4、H2SO4混合溶液,4—未反应黄铁矿,5—电解产品(含Fe3+、SO)。
(1)电极a应与电源
(2)电解刚刚开始时阴极反应为:
(3)电解一段时间后,混合溶液中H+的物质量浓度将
Ⅱ.烟气净化技术中低浓度SO2烟气脱硫技术尤为重要,在所有SO2吸收剂中,亚硫酸氢钠-亚硫酸钠溶液的化学机理可适用于吸收与再生循环操作。当pH>7.4时,亚硫酸氢钠-亚硫酸钠溶液作为理想的吸收剂对SO2气体有良好的吸收能力。(注:pH=-lg[H+])
n(SO):n(HSO) | 91:9 | 1:1 | 9:91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
(4)A室中发生的主要化学方程式为
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5 . 某化学兴趣小组同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时,观察到电流表的指针发生了偏转。
请回答下列问题:
(1)甲池中负极的电极反应为_______ 。
(2)乙池中A(石墨)电极为________ (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)。乙池中B极质量增加10.8g时,甲池中理论上消耗O2的体积为________ L(标准状况),丙池中________ (填“C”或“D”)极析出_______ g铜。
(3)一种以CO2和甲醇为原料,利用SnO2(mSnO2/CC)和CuO纳米片(CuONS/CF)作催化电极,制备甲酸(甲酸盐)的电化学装置的工作原理如图所示。
注: (甲酸)的化学式为HCOOH,书写方程式时采用HCOOH即可。
①图中电极a为________ 极,电解过程中阳极电极反应式为________ 。
②当有8molH+通过质子交换膜时,理论上装置中生成HCOO-和HCOOH共计________ mol。
请回答下列问题:
(1)甲池中负极的电极反应为
(2)乙池中A(石墨)电极为
(3)一种以CO2和甲醇为原料,利用SnO2(mSnO2/CC)和CuO纳米片(CuONS/CF)作催化电极,制备甲酸(甲酸盐)的电化学装置的工作原理如图所示。
注: (甲酸)的化学式为HCOOH,书写方程式时采用HCOOH即可。
①图中电极a为
②当有8molH+通过质子交换膜时,理论上装置中生成HCOO-和HCOOH共计
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6 . 试运用电化学知识解决下列问题:
(1)利用自发进行的氧化还原反应:设计一个原电池,可供选择的材料有:小灯泡、导线、铜棒、锌棒、石墨棒、硫酸铜溶液、硫酸锌溶液。请画出实验装置示意图:___________ ,正极反应式为___________ 。
(2)某原电池的工作原理为,该电池的两电极分别为铜棒、银棒,若开始时两电极质量相等,当电路中转移电子时,理论上两电极的质量差为___________ g。
(3)某研究团队合成的低配位在碱性条件下催化还原生成乙烯的电化学装置如图所示。
①Y为电源的___________ (填“正极”或“负极”)。
②电极A上的电极反应式为___________ 。
③理论上电极A上消耗的与电极B上生成的的物质的量之比为___________ 。
(4)下图为典型的电化学实验装置:
①甲池中C电极为___________ (填“阴极”或“阳极”),甲池的总反应式为___________ 。
②当甲池中极质量增加时,理论上乙池中极的质量变化值为___________ g。
(1)利用自发进行的氧化还原反应:设计一个原电池,可供选择的材料有:小灯泡、导线、铜棒、锌棒、石墨棒、硫酸铜溶液、硫酸锌溶液。请画出实验装置示意图:
(2)某原电池的工作原理为,该电池的两电极分别为铜棒、银棒,若开始时两电极质量相等,当电路中转移电子时,理论上两电极的质量差为
(3)某研究团队合成的低配位在碱性条件下催化还原生成乙烯的电化学装置如图所示。
①Y为电源的
②电极A上的电极反应式为
③理论上电极A上消耗的与电极B上生成的的物质的量之比为
(4)下图为典型的电化学实验装置:
①甲池中C电极为
②当甲池中极质量增加时,理论上乙池中极的质量变化值为
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解题方法
7 . 回答下列问题。
Ⅰ.某同学设计了如图所示原电池装置。
(1)写出该装置发生的总反应的离子方程式___________ 。
(2)盐桥中装有饱和溶液,电池工作时移向___________ (填“甲”或“乙”)烧杯。
Ⅱ.实验室中电解溶液的实验装置如下图所示。
(3)如图1所示:
①若、均为碳棒,写出电解溶液的化学方程式___________ 。
②某同学用该装置模拟工业电解精炼铜实验,则为___________ (填“精铜”,或“粗铜”)。
③某同学用该装置模拟铁制品镀铜实验,则铁制品为___________ (填“”或“”)电极。
(4)某同学一不小心,将一段铜棒掉入溶液中,仍然完成电解溶液实验,如图2所示。、均为碳棒,发现铜棒A端变粗,B端变细。若标准状况下产生3.36 L气体,则铜棒A端增重___________ g。
Ⅲ.如图是以铅蓄电池为电源,模拟氯碱工业电解饱和食盐水的装置图(C、D均为石墨电极)。已知:铅蓄电池的总反应为:。
(5)铅蓄电池工作时,两极增重___________ (填“相等”或“不相等”)。电解质溶液的密度___________ (填“增大”或“减小”)。
(6)氯碱工业中采用___________ (填“阴”或“阳”)离子交换膜电解槽。
(7)若在电解池中C极一侧滴酚酞试液,电解一段时间后未呈红色,写出铅蓄电池的A极的电极反应式___________ 。给铅蓄电池充电时,B电极应接用来充电的直流电源的___________ (填“正”或“负”)极。
Ⅰ.某同学设计了如图所示原电池装置。
(1)写出该装置发生的总反应的离子方程式
(2)盐桥中装有饱和溶液,电池工作时移向
Ⅱ.实验室中电解溶液的实验装置如下图所示。
(3)如图1所示:
①若、均为碳棒,写出电解溶液的化学方程式
②某同学用该装置模拟工业电解精炼铜实验,则为
③某同学用该装置模拟铁制品镀铜实验,则铁制品为
(4)某同学一不小心,将一段铜棒掉入溶液中,仍然完成电解溶液实验,如图2所示。、均为碳棒,发现铜棒A端变粗,B端变细。若标准状况下产生3.36 L气体,则铜棒A端增重
Ⅲ.如图是以铅蓄电池为电源,模拟氯碱工业电解饱和食盐水的装置图(C、D均为石墨电极)。已知:铅蓄电池的总反应为:。
(5)铅蓄电池工作时,两极增重
(6)氯碱工业中采用
(7)若在电解池中C极一侧滴酚酞试液,电解一段时间后未呈红色,写出铅蓄电池的A极的电极反应式
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8 . 新型化学电源在生活、工业、国防等方面有广泛用途。
(1)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,电池工作时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式为_______ 。
(2)如图是铝-硫二次电池工作原理示意图,放电时的电池反应为2Al+3S=Al2S3。
①放电时每生成4molAl2Cl,转移电子的物质的量为________ mol。
②充电时阳极电极反应式为________ 。
③用该电池保护地下铁管道不被腐蚀,铁管道应连接电池的________ 电极(填“铝”或“硫碳复合物”),该电化学防护法称为________ 。
(3)HCOOH燃料电池的工作原理如图所示。
电池的负极电极反应式为________ ,需补充物质X的化学式为________ 。
(1)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,电池工作时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式为
(2)如图是铝-硫二次电池工作原理示意图,放电时的电池反应为2Al+3S=Al2S3。
①放电时每生成4molAl2Cl,转移电子的物质的量为
②充电时阳极电极反应式为
③用该电池保护地下铁管道不被腐蚀,铁管道应连接电池的
(3)HCOOH燃料电池的工作原理如图所示。
电池的负极电极反应式为
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9 . 以二甲醚()-空气碱性燃料电池为电源进行如下实验,装置如图所示。用装置C精炼粗铜。已知:二甲醚–空气碱性燃料电池的总反应为。
回答下列问题:
(1)装置A为___________ (填“原电池”或“电解池”),X极的电极名称为___________ (填“正极”、“负极”、“阴极”、“阳极”,下同),b极名称为___________ 。
(2)b极附近可能的现象是___________ 。
(3)a极上发生___________ (填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式为___________ 。
(4)若装置A中消耗标准状况下,则理论上装置C中可得纯铜的质量为___________ g。
回答下列问题:
(1)装置A为
(2)b极附近可能的现象是
(3)a极上发生
(4)若装置A中消耗标准状况下,则理论上装置C中可得纯铜的质量为
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10 . 请回答下列问题:
(1)甲醇是优质的清洁燃料,可制作碱性甲醇燃料电池,其工作原理如图所示,电极A的反应为___________ 。将该电池连接两惰性电极,用于电解的溶液,当原电池中消耗的体积在标况下为0.224 L时,电解池中阴极将得到___________ g的单质,电解池中的浓度为___________ (假设溶液体积不变)。为使硝酸银溶液完全复原,可向电解后溶液中加入适量的___________ (填化学式)。
(2)铜锌双液原电池中电极电势Zn___________ Cu(填“高于”、“低于”)。盐桥中琼脂吸附KCl饱和溶液,电池工作时,将移向___________ (填“溶液”或“溶液”)。
(3)以为电池材料设计的一种电化学装置如图。当闭合和、打开时,装置处于充电状态;当打开和、闭合时,装置处于放电状态。放电时,双极膜中间层中的解离为和并分别向两侧迁移。
①充电时,右侧电解池发生的总反应为___________ 。
②放电时,每消耗,理论上有___________ 由___________ (填“碳锰电极”或“锌电极”或“双极膜”,下同)向___________ 移动。
(1)甲醇是优质的清洁燃料,可制作碱性甲醇燃料电池,其工作原理如图所示,电极A的反应为
(2)铜锌双液原电池中电极电势Zn
(3)以为电池材料设计的一种电化学装置如图。当闭合和、打开时,装置处于充电状态;当打开和、闭合时,装置处于放电状态。放电时,双极膜中间层中的解离为和并分别向两侧迁移。
①充电时,右侧电解池发生的总反应为
②放电时,每消耗,理论上有
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