题目
题型:不详难度:来源:
(2)化学在环境保护中起着十分重要的作用,催化反硝化学法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO的原理如图所示。
①电源正极为__________(填A或B),阴极反应式为________________________。
②若电解过程中转移了2 mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为__________克。
(3)能量之间可相互转化:电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。限选材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);铜片,铁片,锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图(见图),并作相应标注,要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极__________。
③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________,其原因是_________________________________________________________________。
④根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在所给的材料中应选__________作阳极。
答案
(2)①A 2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH-
②14.4
(3)①(或其他合理答案)
②失去金属光泽,被腐蚀或氧化,溶液蓝色变浅
③甲 在甲装置中,两个电极反应是在彼此隔离的条件下进行的,锌与Cu2+不直接发生反应,这样可以更彻底地将反应所释放的能量转化为电能 ④锌片
解析
(2)阴极:2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH-
阳极:10OH--10e-=5H2O+ O2↑
在阳极区生成的H+通过质子交换膜到达阴极区,所以,当电子过程中转移
10 mol e-时,
Δm左= mol×32 g·mol-1+10 g=90 g
Δm右=28 g-10 g=18 g
所以当转移2 mol e-时,膜两侧电解液的质量变化差为=14.4 g。
(3)①根据题给条件和原电池的构成条件可得:
a.若用Zn、Cu、CuSO4(aq)、ZnSO4(aq)组成原电池,Zn作负极,Cu作正极,Zn插入到ZnSO4(aq)中,Cu插入到CuSO4(aq)中。
b.若用Fe、Cu、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)组成原电池,Fe作负极,Cu作正极,Fe插入到FeSO4(aq)中,Cu插入到CuSO4(aq)中。
c.注意,画图时要注意电极名称,电极材料,电解质溶液名称(或化学式),并形成闭合回路。②由于金属活动性Zn>Fe>Cu,锌片或铁片作负极,由于Zn或Fe直接与CuSO4溶液接触,工作一段时间后,负极本身被腐蚀或氧化,失去金属光泽,质量减轻,蓝色变浅。③带有盐桥的甲原电池中负极没有和CuSO4溶液直接接触,二者不会直接发生置换反应,化学能不会转化为热能,几乎全部转化为电能;而原电池乙中的负极与CuSO4溶液直接接触,两者会发生置换反应,部分化学能转化为热能,化学能不可能全部转化为电能。④由牺牲阳极的阴极保护法可得,铁片作正极(阴极)时被保护,作负极(阳极)时被腐蚀,所以应选择比铁片更活泼的锌作负极(阳极)才能有效地保护铁不被腐蚀。
核心考点
试题【(1)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2该电池反应的化学方程式是________。(2】;主要考察你对原电池原理等知识点的理解。[详细]
举一反三
选项 | 开关状态 | 溶液A | 电极B | 说明 |
A | 打开K1,闭合K2 | NaCl | 石墨 | 正极反应:O2+2H2O+4e-=4OH- |
B | 打开K1,闭合K2 | NaCl | Zn | 铁制品保护:牺牲阳极的阴极保护法 |
C | 打开K2,闭合K1 | CuSO4 | Cu | 铁表面镀铜 |
D | 打开K2,闭合K1 | CuSO4 | 粗铜 | 电解法精炼铜 |
A.X电极是负极,电极反应式为CH4-8e-+4CO32-=5CO2+2H2O |
B.铁作阳极,失去电子生成Fe2+ |
C.工作时熔融盐中的碳酸根移向Y电极 |
D.污水中存在反应4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+ |
A.充电时,多孔金制成的电极外接电源负极 |
B.放电时,吸收空气中22.4 L的O2,就有2 mol e-从电池负极流出 |
C.放电时,Li+从负极向正极移动 |
D.该电池可使用含Li+的水溶液作电解质溶液 |
A.图(a)把化学能转化为电能,图(b)把电能转化为化学能,水得到了循环使用 |
B.当有0.1 mol电子转移时,a极产生0.56 L O2(标准状况下) |
C.c极上发生的电极反应是:O2+4H++4e-=2H2O |
D.图(b)中电子从c极流向d极,提供电能 |
(1)熔融状态下,钠的单质和氯化亚铁能组成可充电电池,如图9-8工作原理示意图,反应原理为2Na+FeCl2Fe+2NaCl,该电池放电时,正极反应式为________________________________________________________________________;
充电时,____________(写物质名称)电极接电源的负极;该电池的电解质为________。
(2)某同学用铜片、石墨作电极电解一定浓度的硫酸铜溶液,工作原理示意图如图所示,一段时间停止通电取出电极。若在电解后的溶液中加入0.98 g氢氧化铜粉末恰好完全溶解,经测定所得溶液与电解前完全相同。请回答下列问题:
①Y电极材料是________,发生________(填“氧化”或“还原”)反应。
②电解过程中X电极上发生的电极反应式是_______________________________________________________________________。
③如在电解后的溶液中加入足量的小苏打,充分反应后产生气体在标准状况下所占的体积是__________。
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