题目内容
(10分)某研究性学习小组,为了探究电极与原电池的电解质之间关系,设计了下列实验方案:用铝片、铜片、镁片作电极,分别与下列溶液构成原电池,并接电流表。
(1)若电解质溶液为0.5mol/L硫酸,电极为铜片和铝片,则电流计指针偏向 (填“铝”或“铜”)。
(2)若用浓硝酸作电解质溶液,电极为铜片和铝片,则电流计指针偏向 (填“铝”或“铜”),铝做 (填“正”或“负”),正极上电极反应式为:
(3)若电解质溶液为0.5mol/L氢氧化钠溶液,电极为镁片和铝片,则正极发生的电极反应为 。
通过上述实验探究,你受到的启示是
(10分)(1)铝; (2)铜;正, 2NO3-+2e-+4H+=2NO2↑+2H2O
(3)2H2O+2e-=2OH-+H2↑ 启示1,电极类型与电解质溶液性质有关;启示2,金属活泼性相对某溶液而言,不同的物质相对同一种金属,可能活泼性发生变化;启示3,根据电极类型比较金属活泼性不一定正确;启示4,可以通过电流流向确定金属的相对活泼性。
解析试题分析:(1)电极为铜片和铝片,电解质为硫酸溶液时,负极为铝,电子的流动方向为负极到正极,电流的方向为正极到负极,故电流表指针偏向于铝;(2)浓硝酸做电解质溶液时,铝钝化,故铜做负极,电池反应为铜和浓硝酸反应,正极上是硝酸根离子得电子生成二氧化氮,电极反应式为:2NO3-+2e-+4H+=2NO2↑+2H2O;(3)电解质溶液为0.5mol/L氢氧化钠溶液,电极为镁片和铝片时,因为镁和氢氧化钠不反应,故负极为铝,电池反应为铝和氢氧化钠反应,故正极反应为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑;本题的启示主要是负极材料不仅仅决定于金属的活动性,还要考虑电解质溶液,考虑电池反应。
考点:原电池中电极的判断、电极反应式的书写等知识
下列叙述正确的是
A.在电解池的阴极和原电池的负极上都发生氧化反应 |
B.镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀 |
C.用惰性电极电解KOH溶液,阴、阳两极产物的物质的量之比为1:2 |
D.用惰性电极电解饱和NaCl溶液,若有1 mol电子转移,则生成1 molNaOH |
(14分)为回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,主要流程如下:
部分含钒物质在水中的溶解性如下:
物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
⑴工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,写出该反应的化学方程式 。
⑵图中所示滤液中含钒的主要成分为 (写化学式)。
⑶该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,该步反应的离子方程式 ;沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为 、 。
⑷用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液,以测定反应②后溶液中含钒量,完成反应的离子方程式为□VO2++□H2C2O4+□_____=□VO2++□CO2↑+□H2O。
⑸全矾液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液,电池的工作原理为VO2++V2++2H+ VO2++H2O+V3+,电池充电时阳极的电极反应式为 。
利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验,甚至制作出一些有实际应用价值的装置来,如图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。当电池工作时,有关说法正确的是( )
A.铝罐将逐渐被腐蚀 |
B.碳粒和炭棒上发生的反应为:O2+4e-=2O2- |
C.炭棒应与玩具电机的负极相连 |
D.该电池工作一段时间后炭棒和碳粒的质量会减轻 |