原电池电解池经典习题.doc

1、一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应”式，一个是“还原反应”式如2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+的拆写结果是：氧化反应为：Cu-2e-Cu2+；还原反应为：2Fe3+2e-2Fe2+请据此将反应：Fe+4H+NO3-=Fe3+NO+2H2O拆写成两个“半反应式”：氧化反应为 还原反应为 Fe-3e-=Fe3+ 4H+NO3-+3e-=NO+2H2O已知某一氧化还原反应为：CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O；其中氧化反应的半反应可写为：CH4+10OH-8e-CO32-+7H2O，则还原反应的半反应可写为 解：根据化合价的变化判断，Fe+4H+NO3-=Fe3+NO+2H2O中，氧化剂是NO3-，发生还原反应，NO3-失去3个电子生成NO；还原剂是Fe，发生氧化反应，Fe失去3个电子生成Fe3+，电子转移数是3，故答案为：Fe-3e-=Fe3+；4H+NO3-+3e-=NO+2H2O两个半反应相加得总反应，所以一个半反应等于总反应减另一个半反应；总反应为CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O；一个半反应为CH4+10OH-8e-CO32-+7H2O；总反应（CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O）减半反应（CH4+10OH-8e-CO32-+7H2O）得2O2+8e-+4H2O=8OH-；故答案为：2O2+8e-+4H2O=8OH-充电放电2、镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛的应用电解质溶液为KOH溶液，电池反应为：Cd+2NiO（OH）+2H2O Cd（OH）2+2Ni（OH）2，下列有关镍镉电池的说法正确的是（）A放电时电池内部OH-向正极移动 B放电时正极附近溶液的pH减少 C充电时阳极反应为Cd（OH）2+2e-=Cd+2OH- D充电时与直流电源正极相连的电极上发生Ni（OH）2转化为NiO（OH）的反应解：A、放电时是原电池的工作原理，原电池工作时，电解质中的阴离子OH-向负极移动，故A错误；B、放电时是原电池的工作原理，原电池工作时，正极上发生得电子得还原反应，即NiO（OH）+2H2O+2e-=Ni（OH）2+2OH-，所以正极附近溶液的pH增大，故B错误；C、充电时是电解池的工作原理，电解池中，阳极发生失电子的氧化反应，即发生Ni（OH）2转化为NiO（OH）的反应，故C错误；D、充电时是电解池的工作原理，电解池中，与直流电源正极相连的电极是阳极，阳极发生失电子的氧化反应，即即发生Ni（OH）2转化为NiO（OH）的反应，故D正确故选D3铅蓄电池在现代生活中具有广泛的应用已知铅蓄电池的电解质溶液为H2SO4溶液，其充电、放电按下式进行：Pb+PbO2+2H2SO4放电 充电 2PbSO4+2H2O，有关该电池的说法正确的是（）A充电时化学能转化为电能 B放电时溶液中的H+向负极移动 C充电时电池的正极与电源的正极相连 D放电时负极反应：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO42-解：A、蓄电池充电时，属于电解池的工作原理，电解池是将电能转化为化学能的装置，故A错误；B、蓄电池放电时，相当于原电池的工作原理，原电池中电解质里的阳离子移向正极，即放电时溶液中的H+向正极移动，故B错误；C、蓄电池的正极即二氧化铅电极在放电时应该被还原，发生还原反应，在充电时，电源的正极相连的电极是阳极，也发生失电子的氧化反应，而这正好是相反的两个过程，即充电时电池的正极与电源的正极相连，故C正确；D、放电时相当于原电池的工作原理，原电池的负极发生失电子的氧化反应，即Pb+SO42-2e-=PbSO4，故D错误故选C4铁、铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用请回答下列问题：（1）黄铁矿（FeS2，其中S为-1价）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料其中一个反应为3FeS2+8O2高温 6SO2+Fe3O4，氧化产物为 ，若有3molFeS2参加反应，转移电子的物质的量为 （2）与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂某自来水厂用氯气和绿矾（FeSO47H2O）一起净水，其原理为 （用离子方程式表示）（3）钢铁的电化腐蚀简单示意图如右，将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在右图虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向写出修改前的钢铁吸氧腐蚀石墨电极的电极反应式 充电放电（4）高铁酸钾（K2FeO4）可用作净水剂，也可用于制造高铁电池高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH该电池放电时正极反应式为 用该电池电解100mL1molL-1的AgNO3溶液，当电路中通过0.1mol电子时，被电解溶液的pH为 （溶液体积变化忽略不计）（5）氧化亚铜是一种半导体材料，常用作制造整流器的材料，还可以用于光照条件下水分解的催化剂和农作物的杀菌剂用右图装置可制得氧化亚铜，试写出阳极的电极反应式 解：（1）反应3FeS2+8O2 高温 Fe3O4+6SO2，前后各元素化合价的变化情况如下：Fe：+2+3，化合价升高；S：-1+4，化合价升高；O：0-2，化合价降低；因此，在反应中FeS2还原剂，O2是氧化剂，Fe2O3既是氧化产物也是还原产物，SO2既是氧化产物也是还原产物，在上述反应中共转移32个电子，有3molFeS2参加反应，转移电子的物质的量为32mol；故答案为：SO2、Fe3O4、32mol；（2）因氯气能将Fe2+氧化成Fe3+，以及Fe3+水解生成Fe（OH）3胶体可以净水，故答案为：Cl2+2Fe2+=2Fe3+2Cl- Fe3+3H2O Fe（OH）3+3H+；（3）根据牺牲阳极的阴极保护法可知：需要保护的金属作阴极，如图所表示：吸氧腐蚀的正极的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；（4）负极的电极反应：3Zn+6OH-=3Zn（OH）2，正极的电极反应：2FeO42-+8H2O+6e-=2Fe（OH）3+10OH-，故答案为：2FeO42-+8H2O+6e-=2Fe（OH）3+10OH-；阳极的电极反应：40H-4e-=2H20+O20.1mol 0.1mol 所以产生的H+的物质的量为 0.1mol，其物质的量浓度为1mol/L，所以PH=0，故答案为：0；（5）铜作阳极，生成了Cu2O，阳极的电极反应式：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O，故答案为：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O5航天技术上使用的氢-氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点氢-氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式可表示为2H2+O2=2H2O酸式燃料电池的电解质是酸，其负极反应可表示为： ，则其正极反应式可表示为： ；放电一段时间后电解质溶液的pH将 （填“变大、变小、不变”）碱式氢-氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表示为： 解：（1）该反应中氢气失电子被氧化，氢气失电子生成氢离子，所以电极反应式为2H2-4e-4H+氧气得电子被还原，氧气得电子和溶液中的氢离子生成水，所以电极反应式为O2+4H+4e-2H2O；随着反应的进行，生成的水越来越多，溶质硫酸的量不变，所以导致溶液的浓度降低，所以溶液的PH值增大 故答案为：O2+4H+4e-2H2O；变大（2）该反应中氢气失电子被氧化，氢气失电子生成氢离子，氢离子和溶液中的氢氧根离子生成水，所以电极反应式为2H2+4OH-4e-=4H2O氧气得电子被还原，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- 故答案为：2H2+4OH-4e-=4H2O6、电解原理在化学工业中有广泛应用图表示一个电解池，装有电解液c；A、B是两块电极板，通过导线与直流电源相连（1）若A、B都是惰性电极，c是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时向U型管两边各滴入几滴酚酞试液，试判断a是 极（填“正”或“负”）； B电极上的电极反应式为， （2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液c选用CuSO4溶液，则B电极的材料是，电极反应式为 （3）用惰性电极电解CuSO4溶液若阴极上析出Cu的质量为3.2g，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为 ；、设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是对21世纪最富有挑战性的课题之一最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-离子回答如下问题：（1）以庚烷（C7H16）代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是： （2）这个电池的负极发生的反应是： ；正极发生的反应是 ；固体电解质里的O2-向 （填“正”或“负”）极移动（1分）7、电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液c；A、B分别是两块电极板，通过导线与直流电源相连。（1）若A、B都是惰性电极，电解质溶液c是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在U型管两边各滴入几滴酚酞试液，试判断a是 极（填“正”或“负”），B是 极（填“阴”或“阳”）；A电极上的电极反应式为 ，B电极上的电极反应式为 ；检验A电极产物的方法是 。（2）如用电解法精炼粗铜，电解液c选用CuSO4溶液，则A电极的材料是 ，电极反应式为 ；B电极