原电池电解池经典习题

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 Cu 2Fe2 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 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 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 D 3 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 放电 充电 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 C 4 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 3mol FeS2 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 FeSO4 7H2O 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 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 8H2O 3Zn OH 2 2Fe OH 3 4KOH 该电池放电时正极反应式为 用该电池电解 100mL 1mol L 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 放电 充电 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 O2 0 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 H2O 5 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 碱式氢氢 氧氧 燃料电池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 4H2O 6 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