原電池電解池經(jīng)典習(xí)題

1、1、 一個(gè)完整的氧化還原反應(yīng)方程式可以拆開寫成兩個(gè)半反應(yīng)式”，一個(gè)是 氧化反應(yīng)”式，一 個(gè)是 還原反應(yīng)式.如2Fe 3+Cu 2Fe 2+Cu2+的拆寫結(jié)果是：氧化反應(yīng)為： Cu-2eC&+ ; 還原反應(yīng)為：2Fe 3+2e- 2Fe2+ . 請據(jù)此將反應(yīng)：Fe+4H +N0 3-=Fe3+NOT +2H 2O拆寫成兩個(gè) 半反應(yīng)式”：氧化反應(yīng)為還原反應(yīng)為 已知某一氧化還原反應(yīng)為：CH4+2OH -+20 2=C0 32-+3H 2O ;其中氧化反應(yīng)的半反應(yīng)可寫為：CH4+10OH -8e CO2-+7H 2O,則還原反應(yīng)的半反應(yīng)可寫為 解：根據(jù)化合價(jià)的變化判斷，F(xiàn)e+4H +NO 3-=Fe3

2、+NOT +2H 2O中，氧化劑是NO 3-，發(fā)生還原反應(yīng)，NO 3-失去3個(gè)電子生成NO ;還原劑是Fe,發(fā)生氧化反應(yīng)，F(xiàn)e失去3個(gè)電子生成Fe3+，電子轉(zhuǎn)移數(shù)是3， 故答案為：Fe-3e -=Fe 3+ ; 4H +NO 3-+3e -=NOT +2H2O 兩個(gè)半反應(yīng)相加得總反應(yīng)，所以一個(gè)半反應(yīng)等于總反應(yīng)減另一個(gè)半反應(yīng)；總反應(yīng)為 CH4+2OH -+2O 2=CO 32-+3H 2O ;一個(gè)半反應(yīng)為 CH4+10OH -8e- CG-+7H 2O ;總反應(yīng)(CH4+2OH -+2O 2=CO 32- +3H 2O)減半反應(yīng)(CH4+10OH -8e - CO2-+7H 2O)得2O2+8e

3、 -+4H 2O=8OH -;故答案為：2O 2+8e -+4H 2O=8OH -2、 鎳鎘(Ni-Cd )可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛的應(yīng)用.電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池反應(yīng)為：Cd+2NiO (OH ) +2H 2O充電* Cd ( OH ) 2+2Ni (OH ) 2,下列有關(guān)鎳鎘電池的說法正確的是()A .放電時(shí)電池內(nèi)部 OH-向正極移動B. 放電時(shí)正極附近溶液的 pH減少C .充電時(shí)陽極反應(yīng)為 Cd ( OH ) 2+2e-=Cd+2OH-D .充電時(shí)與直流電源正極相連的電極上發(fā)生Ni (OH ) 2轉(zhuǎn)化為NiO (OH )的反應(yīng)可編輯解：A、放電時(shí)是原電池的工作原理，原電池工作時(shí)，

4、電解質(zhì)中的陰離子OH-向負(fù)極移動，故 A錯(cuò)誤；B、 放電時(shí)是原電池的工作原理，原電池工作時(shí)，正極上發(fā)生得電子得還原反應(yīng)，即NiO ( OH )+2H 2O+2e -=Ni (OH ) 2+2OH -，所以正極附近溶液的 pH增大，故B錯(cuò)誤；C、 充電時(shí)是電解池的工作原理，電解池中，陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即發(fā)生Ni ( OH ) 2轉(zhuǎn)化為NiO(OH )的反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D、充電時(shí)是電解池的工作原理，電解池中，與直流電源正極相連的電極是陽極，陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即即發(fā)生Ni ( OH ) 2轉(zhuǎn)化為NiO (OH )的反應(yīng)，故D正確.故選D.H2SO4溶液,3 .鉛蓄電池在現(xiàn)代生活中具有

5、廣泛的應(yīng)用.已知鉛蓄電池的電解質(zhì)溶液為 其充電、放電按下式進(jìn)行：Pb+PbO2+2H2SO4 放電充電2PbSO4+2H2O ，有關(guān)該電池的說法正確的是(A 充電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.放電時(shí)溶液中的H+向負(fù)極移動C .充電時(shí)電池的正極與電源的正極相連D .放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO42-解：A、蓄電池充電時(shí)，屬于電解池的工作原理，電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，故A錯(cuò)誤；B、蓄電池放電時(shí)，相當(dāng)于原電池的工作原理，原電池中電解質(zhì)里的陽離子移向正極，即放電時(shí)溶液中的H +向正極移動，故B錯(cuò)誤；C、蓄電池的正極即二氧化鉛電極在放電時(shí)應(yīng)該被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，

6、在充電時(shí)，電源的正極相連的電 極是陽極，也發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，而這正好是相反的兩個(gè)過程，即充電時(shí)電池的正極與電源的正極相 連，故C正確；D、 放電時(shí)相當(dāng)于原電池的工作原理，原電池的負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Pb+SO 42-2e-=PbSO 4， 故D錯(cuò)誤.故選C.4 .鐵、銅及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用.請回答下列問題：(1 )黃鐵礦(FeS2，其中S為-1價(jià))是生產(chǎn)硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料.其中一個(gè)反應(yīng)為3FeS2+8O2 高溫 6SO2+Fe3O4 ，氧化產(chǎn)物為 ，若有3mol FeS2參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 .(2 )與明磯相似，硫酸鐵也可用作凈水劑.某自來水廠用氯氣

7、和綠磯(FeSO4?7H2O ) 起凈水，其原理為 用離子方程式表示) .(3) 鋼鐵的電化腐蝕簡單示意圖如右，將該圖稍作修改即可成為鋼鐵電化學(xué)防護(hù)的簡單示意圖，請?jiān)谟覉D虛線框內(nèi)作出修改，并用箭頭標(biāo)出電子流動方向.寫出修改前的鋼鐵吸氧腐蝕石墨電極的電極反應(yīng)式 .(4) 高鐵酸鉀(K2FeO4 )可用作凈水劑，也可用于制造高鐵電池.高鐵電池是一種新型放電可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓.高鐵電池的總反充電應(yīng)為 3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn (OH ) 2+2Fe (OH ) 3+4KOH該電池放電時(shí)正極反應(yīng)式為 .用該電池電解100mL 1mol ?L-

8、1的AgNO3 溶液，當(dāng)電路中通過 O.lmol電子時(shí)，被電解溶液的pH為 (溶液體積變化忽略不計(jì))(5 )氧化亞銅是一種半導(dǎo)體材料，常用作制造整流器的材料，還可以用于光照條件下水分解的催化劑和農(nóng)作物的殺菌劑.用右圖裝置可制得氧化亞銅，試寫出陽極的電極反應(yīng)式解：(1 )反應(yīng)3FeS2+8O 2高溫Fe3O4+6SO 2，前后各元素化合價(jià)的變化情況如下：Fe： +2 - +3，化合價(jià)升高；S: -1 - +4，化合價(jià)升高；O : 0 2，化合價(jià)降低；因此，在反應(yīng)中FeS2還原劑，02是氧化劑，F(xiàn)e2O3既是氧化產(chǎn)物也是還原產(chǎn)物，SO2既是氧化產(chǎn)物也是還原產(chǎn)物，在上述反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移32個(gè)電子，有3m

9、olFeS 2參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為32mol ;故答案為：S02、Fe3O4、32mol ;(2 )因氯氣能將 Fe2+氧化成 Fe3+，以及 Fe3+水解生成 Fe ( OH ) 3膠體可以凈水，故答案為：Cl2+2Fe 2+=2Fe 3+2Cl -Fe3+3H2OFe (OH ) 3+3H +;(3)根據(jù)犧牲陽極的陰極保護(hù)法可知：需要保護(hù)的金屬作陰極，如圖所表示：吸氧腐蝕的正極的電極反應(yīng)為：O2+2H 2O+4e -=40H -，故答案為：O2+2H 2O+4e -=40H -;(4)負(fù)極的電極反應(yīng)：3Zn+6OH -=3Zn ( OH ) 2，正極的電極反應(yīng)： 2FeO 42-

10、+8H 2O+6e -=2Fe ( OH )3+10OH -，故答案為：2FeO 42-+8H 2O+6e -=2Fe ( OH ) 3+1OOH -;陽極的電極反應(yīng)：40H -4e -=2H 2O+O 2O.lmol O.lmol所以產(chǎn)生的H +的物質(zhì)的量為 O.lmol ,其物質(zhì)的量濃度為1mol/L，所以PH=O，故答案為：0 ;(5 )銅作陽極，生成了 Cu2O，陽極的電極反應(yīng)式：2Cu-2e -+2OH -=Cu 2O+H 2O ,故答案為：2Cu-2e -+2OH -=Cu 2O+H 2O _5 航天技術(shù)上使用的氫-氧燃料電池具有高能、輕便和不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)氫-氧燃料電池有酸式和堿

11、式兩種， 它們放電時(shí)的電池總反應(yīng)式可表示為2H2+O2=2H2O酸式燃料電池的電解質(zhì)是酸，其負(fù)極反應(yīng)可表示為j，則其正極反應(yīng)式可表示為：;放電一段時(shí)間后電解質(zhì)溶液的pH 將 (填“變大、變小、不變”)堿式氫-氧燃料電池中的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-， 則 其 負(fù) 極 反 應(yīng) 可 表 示解：(1)該反應(yīng)中氫氣失電子被氧化，氫氣失電子生成氫離子，所以電極反應(yīng)式為2H2-4e-4H+氧氣得電子被還原，氧氣得電子和溶液中的氫離子生成水，所以電極反應(yīng)式為 O2+4H+4e-2H2O ; 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成的水越來越多，溶質(zhì)硫酸的量不變，所以導(dǎo)致溶液的濃度降低，所以溶液

12、的PH值增大.故答案為：O2+4H+4e-2H2O ;變大.(2 該反應(yīng)中氫氣失電子被氧化，氫氣失電子生成氫離子，氫離子和溶液中的氫氧根離子生成水，所以電極反應(yīng)式為2H2+4OH-4e-=4H2O.氧氣得電子被還原，氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，所以電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-故答案為：2H2+4OH-4e-=4H2O6 .1、電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液c； A、B是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連.(1 )若A、B都是惰性電極,c是飽和NaCI溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)向U型管兩邊各滴入幾滴酚酞試液，試判斷a是極(填“正”或“負(fù)”);B電極上

13、的電極反應(yīng)式為， (2 )如要用電解方法精煉粗銅，電解液 c選用CuSO4溶液，則B電 極 的 材 料 是， 電 極 反 應(yīng) 式為(3 )用惰性電極電解 CuSO4溶液若陰極上析出Cu的質(zhì)量為3.2g，則陽極上產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為 n、設(shè)計(jì)出燃料電池使汽油氧化直接產(chǎn)生電流是對21世紀(jì)最富有挑戰(zhàn)性的課題之一最近有人制造了一種燃料電池，一個(gè)電極通入空氣， 另一電極通入汽油蒸氣，電池的電解質(zhì)是摻雜了 Y2O3的ZrO 2晶體，它在高溫下能傳導(dǎo) 02-離子.回答如下問題：（1 ）以庚烷（C7H16 ）代表汽油，這個(gè)電池放電時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式是：_（2）這個(gè)電池的負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是：;正極發(fā)生的反應(yīng)是 ;固體電解質(zhì)里的 02-向 （填“正”或“負(fù)”）極移動（1分）7、電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。如圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液c； A、B分別是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。（1 ）若A、B都是惰性電極，電解質(zhì)溶液 c是飽和NaCI溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在U型管兩邊各滴入幾滴酚酞試液，試判斷 a是極（填“正”或“負(fù)”），B是極（填“陰”或“陽”）； A電極上的電極反應(yīng)式為，B電極上的電極反應(yīng)式為 ; 檢驗(yàn)A電極產(chǎn)物的方法是。 A電極的材料是，電極反應(yīng)