原电池是将_______能转化为______能的装置.其中,电子流出的一极是原电池的______极,该极发生________反应.
下图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。
请回答下列问题:
(1)当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时,
正极的电极反应式为:
(2)当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时,
该装置 (填“能”或“不能”)形成原电池,若不能,请说明
理由;若能,请指出正、负极,正极 ,负极
(3)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。
现设计一燃料电池,以电极a为正极,电极b为负极,甲烷为燃料,采用氢氧化钠溶液为电解液;则甲烷应通入 极(填a或b,下同),电子从 极流出。
航天飞机常用新型燃料电池作为电能来源,燃料电池一般指采用H2、CH4等可燃物质与O2一起构成的电池装置。它可直接将化学能转化为电能,甲烷电池以KOH溶液为电解质,其总反应的化学方程式为CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H2O。
(1)负极上的电极反应为 。
(2)消耗16.8 L(标准状况下)O2时,有 mol 电子发生转移。
(3)开始放电时,正极附近溶液的氢氧根离子浓度 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(本题共9分)化学能在一定的条件下可以转化为电能。
(一)现有如下两个反应:
① 2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2
② Na2CO3 + 2HCl =" 2NaCl" + H2O + CO2↑
(1)根据两个反应的本质判断,您认为可以设计成原电池的是 (填反应序号),理由是 。
(二)请根据Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu反应,选择适宜的材料和试剂设计一个原电池。
(2)画出原电池装置图,并在图中标注出电极和电解质溶液的名称。
(3)写出该原电池电极反应式:正极: ;负极: 。
某实验小组用以下几个实验装置探究电化学过程对金属与稀硫酸反应速率的影响, 烧杯中都盛有稀H2SO4。
试回答:
(1)B装置中Cu电极上的电极反应式为 ,D装置中Fe电极上的电极反应式为 ;
(2)D装置中的实验现象有 ,若用电流表测量反应时通过导线的电子流量为0. 2mol,则Fe电极的质量变化为 ;
(3)比较四个装置中Fe片被腐蚀的速率由快到慢的顺序是 (用A、B、C、D表示)。
在50mLH2O2水溶液中加入2g二氧化锰,在标准状况下放出气体的体积与时间的关系如图所示:
(1)该反应还可用______________代替二氧化锰做催化剂加快反应速率。
(2)A、B、C各点所表示的反应速率由快到慢的顺序为______________。
试解释反应速率变化的原因是__________________________。
(3)该H2O2水溶液的物质的量浓度为_____________________________。
将洁净的金属片Fe、Zn 、A、B 分别与Cu用导线连结浸在合适的电解质溶液里。实验并记录电压指针的移动方向和电压表的读数如下表所示:
金属 |
电子流动方向 |
电压/V |
Fe |
Fe → Cu |
+0.78 |
Zn |
Zn → Cu |
+1.10 |
A |
Cu → A |
-0.15 |
B |
B → Cu |
+0.3 |
根据以上实验记录,完成以下填空:
(1)构成两电极的金属活动性相差越大,电压表的读数越___________(填“大”、“小”)。
Zn、A、B三种金属活动性由强到弱的顺序是__________________________。
(2)Cu与A组成的原电池,_____为负极,此电极反应式为___________________。
(3)A、B形成合金,露置在潮湿空气中,_______先被腐蚀。
从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限。
(1)上述图中的三种常用金属的开发利用之所以有先后,主要取决于(填选项序号)
A.金属的导电性强弱- B.金属在地壳中的含量多少
c.金属的化合价高低 D.金属的活动性大小
(2)早在西汉成书的《淮南万毕术》里,就有"曾青得铁则化为铜"的记载。曾青又有空青、白青、石胆、胆矶等名称其实都是天然的硫酸铜。
根据上述反应设计成原电池,请在下面方框中画出原电池的装置图,标出正、负极和电解质溶液,并写负极电极反应式
(1)在右图的银锌原电池中,银为 极,电极上发生的是 反应(“氧化”或“还原”),电极反应式是 。锌片上观察到的现象为 ,电极反应式为 。
(2)若反应过程中有0.2mol电子发生转移,则生成的铜为 g 。
熔融碳酸盐燃料电池(MCFS),发明于1889年。现有一个碳酸盐燃料电池,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质,操作温度为650℃,在此温度下以镍为催化剂,以煤气(CO、H2的体积比为1:1)直接作燃料,其工作原理如图所示。
请回答下列问题:
(1)B极为_________极,发生_________(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)电池总反应为___________________________________________。
(3)以此电源电解足量的CuSO4溶液,阳极产生气体0.56 L(已换算为标况),则阴极产物的质量为 g。
(4)电池中的电解质碳酸钠形成的水溶液体系不能用带玻璃塞的试剂瓶保存,其原因是 (用化学方程式表示)
熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视。某燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)为电解质,以丁烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池负极电极反应式为:2C4H10+26CO32--52e-=34CO2+10H2O。试回答下列问题:
(1)该燃料电池的化学反应方程式为 ▲ 。
(2)正极电极反应式为 ▲ 。
(3)为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。为此,必须在通入的空气中加入一种物质,加入的物质是 ▲ 。
(4)某学生想用该燃料电池和右图所示装置来电解饱和食盐水。
①写出该反应的离子方程式 ▲ 。
②若电解后得到200mL3.25mol/LNaOH溶液,则消耗C4H10的体积在标准状况下为 ▲ mL。
(7分). 已知电极材料:铁、铜、银、石墨、锌、铝;电解质溶液:溶液、溶液、盐酸。按要求回答下列问题:
(1)电工操作上规定:不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因
(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铁溶液,外加导线,能否构成原电池
,若能,请写出电极反应式,负极 ,正极 。(若不能,后两空不填)
(3)设计一种以铁和硫酸反应为原理的原电池,要求画出装置图:(需标明电极材料及电池的正负。)