原电池 电解池课件.docx
《原电池 电解池课件.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《原电池 电解池课件.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
原电池电解池课件
一.选择题(共11小题)
1.(2014•天津)化学与生产、生活息息相关,下列叙述错误的是( )
A.
铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性
B.
用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染
C.
大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素
D.
含重金属离子的电镀废液不能随意排放
2.(2013秋•古冶区校级期中)下列气体不会造成大气污染的是( )
A.
二氧化硫
B.
氮气
C.
一氧化碳
D.
一氧化氮
3.(2013•奇台县校级四模)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池,①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少.据此判断这四种金属活动性由强到弱的顺序是( )
A.
①③②④
B.
①③④②
C.
③④②①
D.
③①②④
4.(2013•海南)下列叙述正确的是( )
A.
合成氨的“造气”阶段会产生废气
B.
电镀的酸性废液用碱中和后就可以排放
C.
电解制铝的过程中,作为阳极材料的无烟煤不会消耗
D.
使用煤炭转化的管道煤气比直接燃煤可减少环境污染
5.(2012春•桃城区校级期末)下列叙述中,可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是( )
A.
在氧化﹣还原反应中,甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多
B.
同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强
C.
甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能
D.
将甲、乙作电极组成原电池时,甲是负极
6.(2010•海南)利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是( )
A.
电解时以精铜作阳极
B.
电解时阴极发生还原反应
C.
粗铜连接电源负极,其电极反应是Cu=Cu2++2e﹣
D.
电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
7.(2014•长宁区一模)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池.①②相连时,外电路电流从②流向①;①③相连时,③为正极;②④相连时,②上有气泡逸出;③④相连时,③的质量减少.据此判断这四种金属活泼性由大到小的顺序是( )
A.
①③②④
B.
①③④②
C.
③④②①
D.
③①②④
8.(2014秋•潞西市校级期末)X、Y、Z、M代表四种金属元素.金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时,X溶解,Z极上有氢气放出;若电解Y2+和Z2+离子共存的溶液时,Y先析出;又知M2+离子的氧化性强于Y2+离子.则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
A.
X>Y>Z>M
B.
X>Z>Y>M
C.
M>Z>X>Y
D.
X>Z>M>Y
9.(2009•上海)实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂.发生铝热反应之后.所得固体中含金属单质为l8g,则该氧化物粉末可能是( )
A.
Fe2O3和MnO2
B.
MnO2和V2O5
C.
Cr2O3和V2O5
D.
Fe3O4和FeO
10.(2004•上海)在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉,首先置换出的是( )
A.
Mg
B.
Cu
C.
Ag
D.
H2
11.(2000•上海)随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是( )
A.
利用电池外壳的金属材料
B.
防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源造成污染
C.
不使电池中渗透的电解液腐蚀其他物品
D.
回收其中石墨电极
二.解答题(共19小题)
12.(2013•山东)金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应.
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是
a.Fe2O3b.NaClc.Cu2Sd.Al2O3
(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是 ,当1molO2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为 mol.向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是
(3)右图为电解精炼银的示意图, (填a或b)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体生成,则生成该气体的电极反应式为
(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用为 .
13.(2010•安徽)锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题:
某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验流程如下
(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为 .
(2)第③步反应的离子方程式是 .
(3)第④步反应后,过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有 .若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因:
、 .
(4)若废旧锂离子电池正极材料含LiNB2O4的质量为18.1g第③步反应中加入20.0mL3.0mol•L﹣1的H2SO4溶液.定正极材料中的锂经反应③和④完全为Li2CO3,剩至少有 Na2CO3参加了反应.
14.(2009•福建)从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取两种工艺品的流程如下:
请回答下列问题:
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的方程式为 .
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO32﹣的离子方程式为 .
(3)验证滤液B含Fe3+,可取少量滤液并加入 (填试剂名称).
(4)滤液E、K中溶质的主要成份是 (填化学式),写出该溶液的一种用途
(5)已知298K时,Mg(OH)2的容度积常数KSP=5.6×10﹣12,取适量的滤液B,加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡,测得PH=13.00,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)= .
15.(2008•宁夏)某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子.有人设计了图中的工艺流程,利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜.
填写下面空白.
(1)图中标号处需加入的相应物质分别是① 、② 、③ 、④ 、⑤ .
(2)写出①处发生反应的离子方程式 .写出③处发生反应的化学方程式 .
(3)铁红的化学式为 ;分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途:
铁红 ;氧化铜 .
16.(2015•枣庄校级模拟)某种钮扣电池的剖面结构如图所示.请回答下列问题:
(1)该电池中的合金是 .
(2)氢氧化钾的构成粒子是 ,将其溶于水,溶液的pH (填“>”“=”或“<”)7.
(3)石墨由 构成,将石墨用于电池中是因为它有良好的 性.
(4)从该电池的结构分析,电池使用后不能随意丢弃的主要原因是 .
17.(2015•滕州市校级二模)以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点.
(1)氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol•L﹣1的KOH溶液,电池反应为:
4NH3+3O2=2N2+6H2O.该电池负极的电极反应式为 ;每消耗1.7gNH3转移的电子数目为 .
(2)用氨燃料电池电解CuSO4溶液,如右图所示,A、B均为铂电极,通电一段时间后,在A电极上有红色固体析出,则B电极上发生的电极反应式为 ;此时向所得溶液中加入8gCuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度,则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为 L.
(3)纳米级氧化亚铜(Cu2O)是一种重要光电材料.现用铜棒和石墨做电极,饱和食盐水做电解质制备纳米级氧化亚铜(Cu2O),电解反应为2Cu+H2O
Cu2O+H2↑铜棒上发生的电极反应式为 .
18.(2015•衡水模拟)
(1)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐.电池反应正极电极反应式为 ;放电时,CO32﹣移向电池的 (填“正”或“负”)极.
(2)碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O.常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10﹣5mol•L﹣1.若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3⇌HCO3﹣+H+的平衡常数K1= .(已知:
10﹣5.60=2.5×10﹣6)
(3)常温下,0.1mol•L﹣1NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液c(H2CO3) c(CO32﹣)(填“>”、“=”或“<”),原因是 (用离子方程式和必要的文字说明).
19.(2015•淄博一模)铝不仅作为建筑材料,在其它领域也有广泛的用途.
(1)铝﹣空气电池如图所示.在碱性溶液中,负极反应式为 ,每消耗2.70gAl,需耗氧气 L(标准状况).
(2)高铁碱性电池开始应用于电动汽车,它能储存比普通碱性电池多50%的电能.已知该电池的总反应:
2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,则充电时,阳极电极反应式 .
20.(2015•河南模拟)近年来LiFePO4材料被视为最有前途的锂离子电池材料之一.回答下列问题:
(1)LiFePO4中Fe元素的化合价是 .
(2)FeSO4•7H2O、(NH4)2HPO4、LiOH以物质的量之比1:
1:
为原料在高温下制备LiFePO4,该反应还生成一种正盐,该正盐的化学式为 ,反应方程式为 .
(3)以FePO4、Li2CO3、单质碳为原料在高温下制备LiFePO4,该反应还生成一种气体且有毒,则反应方程式为 ,该反应中氧化剂为 .
(4)磷酸铁锂动力电池(简称LFP)是一种高效、长寿命的二次电池,其工作原理为C6Li+FePO4
C6Li(1﹣x)+(1﹣x)FePO4+xLiFePO4,电池在充电时,阳极中的Li+通过聚合物隔膜向阴极迁移;在放电时,负极中的Li+通过隔膜向正极迁移.充电时的阴极反应式 ,若用该电池电解精炼铜,阴极质量增重12.8g时,则电池中经过聚合物隔膜的Li+数目为 .
(5)某同学想,用于制备LiFePO4的原料磷酸铁(FePO4)可以通过铁盐与磷酸反应得到,反应如下:
Fe3++H3PO4=FePO4↓+3H+.结合以下条件判断,该反应 (填“能”或“不能”)发生反应.
已知:
①一个反应的平衡常数大于1.0×105,则可看做能够完全发生.
②常温下:
磷酸三步电离合并后,H3PO4⇌3H++PO43﹣的电离常数Ka1﹣3=2.1×10﹣22
③Ksp=1.3×10﹣27.
21.(2015•淄博一模)氮氧化物是造成空气污染和雾霾天气的原因之一.
(1)可用NH3还原氮氧化物:
NH3+NO+NO2→N2+H2O(未配平),已知1molNO2和一定量的NO共消耗4molNH3,则反应中转移的电子总数为 ,参加反应的NO的物质的量为 .
(2)可用甲烷催化还原氮氧化物.
CH4(g)+4NO2(g)⇌4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)K1△H1
CH4(g)+4NO(g)⇌2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)K2△H2
则CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+22O(g)△H= (用△H1、△H2表示),该反应的化学平衡常数K= (用K1、K2表示)
(3)将CO和NO2通过燃料电池转化为CO2和N2,可实现除污和发电,该电池以Na2O为电解质,在熔融状态下传导O2﹣,其正极电极反应式为 .
(4)如图所示,用电解方法消除酸性废水中的NO3﹣,电源正极为 (填“a”或“b”),阴极反应式为 .
22.(2015•美兰区校级模拟)
(1)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料.已知在
101kPa时,32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量624kJ(25℃时),N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是:
.
(2)Li﹣SOCl2电池可用于心脏起搏器.该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4﹣SOCl2.电池的总反应可表示为:
4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2↑.请回答下列问题:
①SOCl2易挥发,实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成.如果把少量水滴到SOCl2中,反应的化学方程式为 .
②组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是 .
(3)如图是一个电化学过程示意图.
①锌片上发生的电极反应是 .
②假设使用Li﹣SOCl2电池作为本过程中的电源,铜片的质量变化为128g,则Li﹣SOCl2电池理论上消耗Li的质量 g.
23.(2015•浙江校级模拟)
(1)海水中锂元素储量非常丰富,从海水中提取锂的研究极具潜力.锂是制造化学电源的重要原料.如LiFePO4电池中某电极的工作原理如图:
该电池的电解质为能传导Li+的固体材料.放电时该电极是电池的 极(填“正”或“负”),该电极反应式为 .
(2)用此电池电解含有0.1mol/LCuSO4和0.1mol/LNaCl的混合溶液100mL,假如电路中转移了0.02mole﹣,且电解池的电极均为惰性电极,阳极产生的气体在标准状况下的体积是 L.
24.(2015•枣庄一模)研究化学反应与能量的变化具有重要意义.
(1)已知2S02(g)+O2(g)⇌2S03(g)△H=﹣198kJ•mol﹣1的反应过程的能量变化如图1:
①反应通常用V2O5作为催化剂,加入V2O5会使图中的B点 (填“升高”、“不变”或“降低”).
②E2表示的意义为 .
(2)如图2中的a和b为氢镍换可充电碱性电池的电极,该电池总反应式为2Ni(OH)2⇌H2+2NiO(OH).
①为了实现铜与稀硫酸反应,用Z通入氧气的同时,将开关K与Y相连即可.石墨电极的反应式为 ,总反应的化学方程式为 .
②不通入氧气,直接将K与X相连也能实现铜与稀硫酸反应.则氢镍碱性电池的负极为 (填“a”或“b”),电解槽内总反应的离子方程式为 .
③当给氢镍碱性电池充电时,该电池的阳极反应式为 ;氢镍电池放电时,负极附近的pH会 (填“变大”、“不变”或“变小”).
(3)若将图2中的稀硫酸换成CuS04溶液,并且将氢镍碱性电池的电极反接,将K连接X,通电一段时间后,向所得溶液中加入0.2mol碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]后,恰好恢复到原来的浓度和pH(不考虑CO2的溶解),则电解过程中转移电子的物质的量为 .
25.(2014秋•大连期末)如图是一个化学过程的示意图.已知甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O
请回答:
(1)甲池是 (填“原电池”或“电解池”),通入CH3OH的电极作为 极,通入O2的电极作为 极,该电极反应式为 .
(2)乙池是 (填“原电池”或“电解池”),A电极名称为 极,电极反应式为 .
(3)甲池中溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”);乙池中溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时,电路中转移电子的物质的量是 mol,甲池中理论上消耗O2 mL(标准状况下).
26.(2015春•安阳校级月考)电能是现代社会应用最广泛的能源之一.如图所示的原电池装置中,其负极是 ,正极上能够观察到的现象是 ,正极的电极反应式是 .原电池工作一段时间后,若消耗锌6.5g,则放出气体 g.
27.(2015春•嘉兴校级月考)如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题,其中乙装置中X为阳离子交换膜.请按要求回答相关问题:
(1)甲烷燃料电池正极反应式为 .
(2)石墨电极(C)的电极反应式为 .
(3)若在标准状况下,有2.24L氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体体积为 L.
(4)丙中两根铜丝电极的质量均为64g,电解质为500mL0.1mol•L﹣1H2SO4溶液.电解一段时间后,a端收集到1.12L气体(标准状况下),取出电极,对电极进行干燥并称重,测得b电极的质量减少6.4g.求此时所得溶液的物质的量浓度.
28.(2014•重庆)氢能是最重要的新能源.储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一.
(1)氢气是清洁能源,其燃烧产物为 .
(2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应生成NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为 ,反应消耗1molNaBH4时转移的电子数目为 .
(3)储氢还可借助有机物,如利用环已烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢.
(g)
(g)+3H2(g)
在某温度下,向恒容密闭容器中加入环已烷,其起始浓度为amol•L﹣1,平衡时苯的浓度为bmol•L﹣1,该反应的平衡常数K=
(4)一定条件下,如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物).
①导线中电子转移方向为 .(用A、D表示)
②生成目标产物的电极反应式为 .
③该储氢装置的电流效率η= .(η=
×100%,计算结果保留小数点后1位.)
29.(2014•衡阳校级学业考试)锌银电池能量大、电压平稳,广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器.电解质溶液是KOH溶液,电池总反应为Zn+Ag2O═ZnO+2Ag请回答下列问题:
①该电池的负极材料是 ;电池工作时,阳离子向 (填“正极”或“负极”)移动;
②电极材料锌可由闪锌矿在空气中煅烧成氧化锌,然后用碳还原来制取,反应的化学方程式为ZnO+C
Zn+CO↑,此法为 .
A.电解法 B.热还原法 C.热分解法.
30.(2014•乌鲁木齐二模)铁是人类生产和生活中必不可少的重要金属.
(1)要用铁片、锌片、和导线完成铁片镀锌的实验,铁片用于电源的 极相连,电解质溶液是 .
(2)FeSO4•7H2O俗称绿矾,是治疗缺铁性贫血的主要成分.治疗缺铁性贫血的药片上常涂有糖衣目的是 .
(3)在FeCl3稀溶液中滴加KSCN溶液后呈红色,反应的离子方程式是 ;若先向FeCl3溶液中加入足量NaF溶液,再滴加KSCN溶液,溶液不呈红色,继续加入足量FeCl3溶液,溶液又呈现红色.请对上述实验现象作出解释 .
1.B2.B3.B4.AD5.C6.BD7.B8.B9.AD10.C11.B
12.bdCu2S4氢气aNO3-+e-+2H+=NO2↑+H2O作电解质溶液,形成原电池13.Al(OH)34LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O漏斗、玻璃棒、烧杯滤纸破损滤液超过滤纸边缘6.36g14.Al2O3+6H+═2Al3++3H2OSiO2+2OH-═SiO32-+H2O硫氰化钾(或苯酚溶液、氢氧化钠溶液等)NaHCO3制纯碱(或做发酵粉)5.6×10-10mol/L15.铁屑稀硫酸稀硝酸氢氧化钠氢氧化钠Fe+2H+=Fe2++H2↑;2Fe3++Fe=3Fe2+;Cu2++Fe=Cu+Fe2+;2Au3++3Fe=2Au+3Fe2+3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OFe2O3用作红色涂料用作制造铜盐的原料16.钢K+、OH->碳原子导电电池里氧化汞的汞元素有毒,会污染土壤和空气17.2NH3+6OH--6e-═N2+6H2O0.3NA4OH--4e-═O2+2H2O1.122Cu-2e-+H2O=Cu2O+2H+18.O2+2CO2+4e-═2CO32-负4.2×10-7mol•L-1>因为NaHCO3溶液中既存在电离平衡:
HCO3-⇌CO32-+H+,又存在水解平衡:
HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-,而HCO3-水解程度大于电离程度19.Al+4OH--3e-═[Al(OH)4]-1.68Fe2O3+10OH--6e-═2FeO42-+5H2O20.+2(NH4)2SO4FeSO4•7H2O+(NH4)2HPO4+LiOH
LiFePO4+(NH4)2SO4+8H2O2FePO4+Li2CO3+2C
2LiFePO4+3CO↑FePO4、Li2CO3C6Li(1-x)+xLi++xe-═C6Li0.4NA能21.12NA4mol
2NO2+8e-=N2+4O2-,a2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O22.N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624KJ/molSOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑锂是活泼金属,易与H2O、O2反应;SOCl2也可与水反应Cu2++2e-=Cu2823.正FePO4+e-+Li+=LiFePO40.16824.降低2molS03完全分解反应的活化能或2molS和6molO生成2molS03释放的能量O2+2H2O+4e-=4OH-2Cu+2H2S04+O2=2CuS04+2H2OaCu+2H+
Cu2++H2↑OH-+Ni(OH)2-e-=NiO(OH)+H2O变小1.2mol25.原电池负正O2+2H2O+4e-═4OH-电解池阳4OH--4e-═O2↑+2H2O减小减小0.0528026.Zn铜片表面产生无色气泡2H++2e-=H2↑0.227.CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O2H++2e=H2↑4.4828.H2ONaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑4NA或2.408×1024
mol3•L-3A→DC6H6+6H++6e-=C6H1264.3%29.Zn正极B30.负ZnSO4或ZnCl2隔绝空气,防止药品被氧化Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3F-与Fe3+反应生成更为稳定的无色FeF63-.当再加入足量的FeCl3溶液时,溶液又呈红色,因为Fe3+与未反应的SCN-又生成Fe(SCN)3