(3)外电路中,Cu是负极,Ag是正极,Cu失去的电子沿导线经电流计流向正极(Ag电极)。
(4)1.6 g铜的物质的量为1.6÷64=0.025 mol,根据反应2Ag+Cu===Cu2+2Ag,银电极增重实际上是生成金属银的质量,为0.025 mol×2×108 g·mol1=5.4 g。
答案:(1)Cu AgNO3溶液 (2)正 Ag+e===Ag 氧化 (3)流向 (4)5.4
1.利用化学反应:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,可以设计出一种原电池。该原电池工作时( )
A.Fe为正极 C.负极上发生氧化反应
B.Cu为负极
D.正极上发生氧化反应
+
-
-+
+
解析:选C 由于金属活动性Fe>Cu,所以Fe是负极,Cu是正极,在负极Fe上发生氧化反应:Fe-2e===Fe2,在正极Cu上发生还原反应,Cu2+2e===Cu。
2.两种金属A与B组成原电池时,A是正极。下列有关推断正确的是( ) A.A的金属性强于B
B.电子不断由A电极经外电路流向B电极 C.A电极上发生的电极反应是还原反应 D.A在金属活动性顺序中一定排在氢前面
解析:选C 由A、B两种金属和稀硫酸组成的原电池,A是正极,说明A的金属性比B弱,A错误;外电路电子由负极流向正极,即由B电极经外电路流向A电极,B错误;原电池正极发生还原反应,即A电极上发生还原反应,C正确;A为正极,金属性较弱,可能排在氢的后面,D错误。
3.我国首创的海洋电池以铝板为负极,铂网为正极,海水为电解质溶液,空气中的氧气与铝反应产生电流,电解总反应为4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3,下列说法不正确的是( )
A.正极反应式为O2+2H2O+4e===4OH B.电池工作时,电流由铝电极沿导线流向铂电极 C.以网状的铂为正极,可增大与氧气的接触面积 D.该电池通常只需要更换铝板就可能继续使用
解析:选B A项,负极反应式:Al-3e===Al3,正极反应式:O2+2H2O+4e===4OH
-
-
+
-
-
-
-
+
+
-
,正确;B项,电流应由正极铂沿导线流向负极铝,错误;C项,网状的铂表面积大,与
氧气的接触面积大,正确;D项,负极的铝板被氧化而消耗,正极材料没有消耗,因此需要更换铝板就可继续使用,正确。
4.如图所示,电流表指针发生偏转,同时A极质量减少,B极上有气泡产生,C为电解质溶液,下列说法错误的是( )
A.B极为原电池的正极
B.A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸 C.C中阳离子向A极移动 D.A极发生氧化反应
解析:选C A项,电流计指针偏转,说明原电池在工作,由于A极质量减少,B极上有气泡产生,则A是负极,B是正极,正确;B项,负极金属活动性大于正极,而且在正极有气泡产生,则溶液为酸,是H被还原为H2逸出,因此A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸,正确;C项,阳离子移动方向与电流方向一致,阴离子电子移动方向与电流方向相反,溶液C中阳离子向正极B极移动,错误;D项,电极A是负极,失去电子,发生氧化反应,正确。
5.如图所示,两电极一为碳棒,一为铁片,若电流表的指针发生偏转,且a极上有大量气泡生成,则以下叙述正确的是( )
A.a为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸 B.b为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液 C.a为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸 D.b为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
解析:选C 电流表指针发生偏转,有电流通过,是原电池装置,a极上有大量气泡生成,a为正极,b为负极,H在a极上被还原成H2,即a为正极是碳棒,b为负极是铁片,烧杯中溶液为硫酸,C项符合。
6.某原电池的电池反应为Fe+2Fe3===3Fe2,与此电池反应不符合的原电池是( ) ①铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池 ②石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池 ③铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池 ④银片、铁片、Fe(NO3)2溶液组成的原电池
A.①② C.③④
++
+
+
+
B.②③ D.②④
+
解析:选C 根据电池反应Fe+2Fe3===3Fe2可知,Fe为负极,比Fe不活泼的金属或非金属导体作正极,含Fe3的溶液为电解质溶液。
7.某小组为研究电化学原理,设计如右图装置。下列叙述不正确的是( )
A.a 和 b 不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.a 和 b 用导线连接时,铜片上发生的反应为Cu2+2e===Cu C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解
D.a和b用导线连接后,Fe片上发生还原反应,溶液中的Cu2向铜电极移动
+
+
-
+
解析:选D 铁的活泼性强于铜,故铁能置换出铜且附着在铁片上,A正确。a和b用导线连接后,构成原电池,其中Fe作负极,发生氧化反应,铜作正极,电极反应式为Cu2
+
+2e===Cu,B项正确、D项错误。无论a和b是否连接,铁都被氧化生成Fe2,C项正
-+
确。
8.如图所示装置中,可观察到电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细。下表所列M、N、P物质中,可以组合成该装置的是( )
选项 A B C D
解析:选C M棒变粗,N棒变细,说明M棒是正极,电解质溶液中的阳离子在此极析出;N棒是负极,相对M棒金属活动性更强。综合以上分析可确定C项符合要求。
9.A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸,如下图所示:
M 锌 铜 银 锌 N 铜 铁 锌 铁 P 稀硫酸 稀盐酸 硝酸银溶液 硝酸铁溶液
(1)A中反应的离子方程式为________________________________________________。 (2)B中Sn极的电极反应式为_______________________________________________, Sn极附近溶液的c(H)________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)C中被氧化的金属是________,总反应式为___________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:A烧杯不符合构成原电池的条件,属于金属与酸的反应;B、C装置构成了原电池,金属活动性:Zn>Fe>Sn,所以B中Fe为负极,被氧化;C中Zn为负极,被氧化。B烧杯中Fe失去电子,电子通过导线流向Sn极,Sn极上有气体产生,H浓度降低 。
答案:(1)Fe+2H===Fe2+H2↑ (2)2H+2e===H2↑ 降低 (3)Zn Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
+
-
+
+
+
+
10.化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。 (1)锌锰干电池是应用最普遍的电池之一(如图所示),锌锰干电池的负极材料是 ,负极发生的电极反应式为 。若反应消耗16.25 g负极材料,则电池中转移电子的物质的量为 mol。
(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池其电池总反应式可以表示为Cd+2NiO(OH)+2H2O
放电充电
2Ni(OH)2+Cd(OH)2,已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水,但能溶于酸,
以下说法中正确的是________。
A.NiO(OH)作负极 B.Cd作负极 C.此电池是一次电池 D.放电时化学能转变为电能
(3)如图为氢氧燃料电池的构造示意图,根据电子运动方向可知,则X极为电池的 (填“正”或“负”)极,Y极的电极反应式为
________________________________________________________________________。
解析:(1)锌锰干电池中的负极是 Zn,发生氧化反应,失去电子生成锌离子,电极反应式是Zn-2e===Zn2;16.25 g Zn的物质的量是16.25 g÷65 g·mol1=0.25 mol,1 mol Zn失去2 mol电子,所以电池中转移电子的物质的量是0.5 mol。
(2)由电池反应可知,Cd元素化合价由0→+2,化合价升高被氧化,Cd作电池负极,A错误,B正确;电池可以充放电,因此是二次电池,C错误;放电时化学能转变为电能,D正确。
(3)氢氧燃料电池中,电子从负极向正极移动,X是电子流出的一极,X是负极,Y是正极,发生还原反应,电解质溶液是KOH溶液,氧气得到电子生成氢氧根离子,电极反应式为O2+2H2O+4e===4OH。
答案:(1)锌 Zn-2e===Zn2 0.5 (2)BD (3)负 O2+2H2O+4e===4OH
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课时跟踪检测(十一) 电能转化为化学能
1.在原电池和电解池的电极上所发生的反应,属于氧化反应的是( ) A.原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应 B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应 C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应 D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应
解析:选C 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应为氧化反应,原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应为还原反应。
2.关于铜电极的叙述中不正确的是( ) A.铜锌原电池中铜是正极
B.在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极 C.用电解法精炼铜时粗铜作阳极
D.在电解饱和食盐水的装置中可用铜作阳极,且电极产物是Cl2
解析:选D A项,在铜锌原电池中,锌比铜活泼,锌是负极,铜是正极,正确;B项,电镀时,一般用镀层金属作阳极,正确;C项,用电解法精炼铜时粗铜作阳极,正确;D项,在电解饱和食盐水的装置中应选用惰性电极作阳极,错误。
3.关于镀铜和电解精炼铜,下列说法中正确的是( ) A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极 B.电解液的成分都保持不变 C.阳极反应都只有Cu-2e===Cu2 D.阴极反应都只有Cu2+2e===Cu
解析:选D A项电镀时镀件作阴极;B项电解精炼铜时电解液成分改变;C项电解精炼铜时,有比铜活泼的金属杂质(如锌)放电,则阳极还会发生反应Zn-2e===Zn2。
4.下列说法不正确的是( )
A.不能自发进行的氧化还原反应,也可以通过电解来实现 B.电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化 C.电解池和原电池中均发生氧化还原反应 D.电解、电离、原电池均需要通电
解析:选D 通过电解可使非自发进行的氧化还原反应得以发生,A正确;电解质溶液导电过程中两电极发生氧化还原反应,而金属导电未发生化学变化,B正确;电解池和原电池中均发生氧化还原反应,C正确;只有电解时需外加直流电源,而电离是电解质离解成自由移动离子的过程,原电池因发生自发的氧化还原反应产生电流,D错误。
5.用Pt作电极电解下列某种溶液,当阳极生成112 mL气体时,阴极上析出0.64 g金属,则该电解池中溶质可能是( )
A.CuSO4
B.MgSO4
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