题目内容

【题目】理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu+2Ag+ =2 Ag +Cu2+ ”设制一个化学电池(正极材料用碳棒),回答下列问题:

(1)该电池的负极材料是_______,发生_________反应(填“氧化”或“还原”),电解质溶液是_______;

(2)若导线上转移电子1 mol,则生成银___________克。

如图为某化学兴趣小组进行不同条件下化学能转变为电能探究的装置。请你回答下列问题:

(3)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:___________。

(4)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_________。

【答案】铜 氧化 硝酸银溶液 108 2H2++2e-=H2↑ 能 正极是镁,负极是铝。

【解析】

原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应,结合原电池的工作原理分析解答。

(1)在Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+反应中,Cu被氧化,应为原电池的负极,电极反应为:Cu-2e-=Cu2+,电解质溶液为含Ag+离子的溶液,如AgNO3溶液,故答案为:Cu,氧化,AgNO3溶液;

(2)正极反应为Ag++e-=Ag,若导线上转移电子1mol,则生成银1mol,质量为108g,故答案为:108;

(3)Al、Cu、稀硫酸构成的原电池,总反应为:2Al +6H +=2Al 3++3H2↑,Al做负极,Cu做正极,正极发生还原反应,电极反应为:2H++2e-=H2↑;故答案为:2H++2e-=H2↑;

(4)Al和Mg两金属中,Al和NaOH溶液可以发生氧化还原反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,所以Al、Mg和NaOH溶液能构成原电池,根据负极发生氧化反应,正极发生还原反应,故正极是Mg,负极是Al。故答案为:能;正极是Mg,负极是Al。

练习册系列答案
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【题目】铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛,研究铁及其化合物的应用意义重大.回答下列问题:

(1)已知高炉炼铁过程中会发生如下反应:

FeO(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g)△H1

Fe2O3(s)+CO(g)═Fe3O4(s)+CO2(g)△H2

Fe3O4(s)+CO(g)═3Fe(s)+CO2(g)H3

Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)H4

则△H4的表达式为__________(用含△H1、△H2、△H3的代数式表示).

(2)上述反应在高炉中大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下:

温度

250℃

600℃

1000℃

2000℃

主要成分

Fe2O3

Fe3O4

FeO

Fe

1600℃时固体物质的主要成分为__________,该温度下若测得固体混合物中m(Fe):m(O)=35:2,则FeO被CO还原为Fe的百分率为__________(设其它固体杂质中不含Fe、O元素).

(3)铁等金属可用作CO与氢气反应的催化剂.已知某种催化剂可用来催化反应CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)△H<0.在T℃,106Pa时将lmolCO和3molH2加入体积可变的密闭容器中.实验测得CO的体积分数x(CO)如下表:

t/min

0

10

20

30

40

50

x(CO)

0.25

0.23

0.214

0.202

0.193

0.193

①能判断CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)达到平衡的是__________(填序号).

a.容器内压强不再发生变化 b.混合气体的密度不再发生变化

c.v正(CO)=3v逆(H2) d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化

②达到平衡时CO的转化率为__________;在T℃106Pa时该反应的压强平衡常数Kp(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)的计算式为__________;

③图表示该反应CO的平衡转化率与温度、压强的关系.图中温度T1、T2、T3由高到低的顺序是__________,理由是__________。

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