Question

【题目】Ⅰ某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题甲、乙、丙三池中溶质足量,当闭合该装置的开关K时,观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：

(1)甲、乙、丙三池中为原电池的是______ (填“甲池”、“乙池”或“丙池”)。

(2)写出甲池中A电极的电极反应式____________。

(3)丙池中F电极为______ (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”),该池的总反应化学方程式为_________。

(4)当乙池中C电极质量减轻时,甲池中B电极理论上消耗的体积为____mL(标况)。

(5)一段时间后,断开开关K。下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是____ (填选项字母)。

A.Cu

Ⅱ控制适合的条件,将反应,设计成如上图所示装置。请回答下列问题：

(6)反应开始时,乙中石墨电极上发生___(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为_______。盐桥中的__ (填“阳”或“阴”)离子向甲溶液方向移动。

(7)电流计读数为0时,反应达到平衡状态,此时在甲中加入固体,则甲中的石墨作______填“正”或“负”极,该电极的电极反应式为_______________。

(Ⅲ)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：。

(8)放电时负极反应为______, 充电时阳极反应为_______,放电时正极附近溶液的碱性___选填“增强”“减弱”或“不变”。

Answer 1

【答案】甲池 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 阴极 2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑ 560 BC 氧化 2I--2e-=I2 阳 负 Fe2+-e-=Fe3+ Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2 Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2O 增强

【解析】

Ⅰ. 由图可知甲图为原电池是一甲醇燃料电池，通甲醇的A为负极、B为正极，电解质溶液为KOH溶液，则A电极反应方程式为：2CH3OH+16OH--12e-═CO32-+12H2O，B电极反应式为：3O2+12e-+6H2O=12OH-；乙池为电解池，C为阳极电极反应为：Ag-e-=Ag+，D做阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu；丙池为电解池，E为阳极，电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，F电极为阴极，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，故总反应方程式为：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑，一段时间后，断开电键K，要使丙池恢复到反应前浓度需加入CuO或者CuCO3，据此分析解答。

Ⅱ. (6) 反应开始时，乙中碘离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2I--2e-=I2，Fe3+被还原成Fe2+，则发生还原反应，电极反应式为：Fe3++e-=Fe2+；盐桥中的阳离子向正极区移动；

(7) 反应达到平衡后，向甲中加入适量FeCl2固体，Fe2+浓度增大，平衡逆向移动，则Fe2+失去电子生成Fe3+；

Ⅲ. (8) 放电时，Zn被氧化生成Zn(OH)2；充电过程为电解池，Fe(OH)3失去电子生成K2FeO4；放电时正极附近产生氢氧根离子。

Ⅰ.(1) 由图可知甲池为原电池；

(2) 由图可知甲图为原电池是一甲醇燃料电池，通甲醇的A为负极，电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；

(3)丙池中F电极与燃料电池的负极相连，则F电极为电解池的阴极，该池的总反应化学方程式为2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑。

(4) 乙池为电解池，C为阳极电极反应为：Ag-e-=Ag+，D做阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，乙池中C极质量减轻10.8g，则其物质的量n(Ag)==0.1mol，则转移电子为0.1mol，故甲池消耗O2为0.1 mol×=0.025mol，所以体积为0.025 mol×22.4L/mol=0.56L=560mL；

(5) 一段时间后，断开电键K，要使丙池恢复到反应前浓度，根据2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑可知，需加入CuO或者CuCO3，CuO与硫酸生成硫酸铜和水，CuCO3与硫酸生成硫酸铜、二氧化碳和水，故答案为BC；

Ⅱ.(6) 反应开始时，乙中碘离子失电子发生氧化反应，为负极区，电极反应式为：2I--2e-=I2；盐桥中的阳离子向正极区移动，即向甲溶液方向移动；

(7) 反应达到平衡后，向甲中加入适量FeCl2固体，Fe2+浓度增大，平衡逆向移动，则Fe2+失去电子生成Fe3+，甲池中的石墨作负极，发生的电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+；

Ⅲ. (8) 放电时，Zn被氧化生成Zn(OH)2，是负极，则负极反应式为：Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2；充电过程为电解池，充电时阳极上Fe(OH)3失去电子生成K2FeO4，电极反应式为：Fe(OH)/span>3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2O；放电时正极附近产生氢氧根离子，溶液的碱性增强。