题目内容

16.
(1)氢气被看做是理想的“绿色能源”.用高压氢气、氧气制作氢氧燃料电池是利用氢能的一种重要方式.请写出氢氧燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的电极反应式.
正极O2+4e-+2H2O═4OH-;
负极2H2-4e-+4OH-═4H2O.
(2)电解原理在化学工业中有广泛应用.如图表示一个电解池,其中a为电解质溶液,X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连.请回答以下问题:
①Y的电极名称是阳极(填写“阳极”或“阴极”).
②若X、Y都是惰性电极,a是饱和食盐水,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,一段时间后,在X极附近观察到的现象是溶液由无色变为红色,如何检验Y极上的产物:湿润的淀粉碘化钾试纸,观察是否变蓝.(试剂及现象)
(3)若X、Y都是惰性电极,a是CuSO4溶液,电解一段时间后,阳极上产生气体的体积为4.48L(标准状况下),则阴极上析出金属的质量为25.6g.
(4)若要用该装置电解精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则X电极的材料是
精铜,Y电极的材料是粗铜.
(5)若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银,应该选择的方案是A.
方案XYa溶液
A铁银AgNO3
B铁银Fe(NO3)3
C银铁AgNO3
D银石墨AgNO3

分析 (1)氢氧燃料碱性电池中,负极上通入燃料,燃料失电子和氢氧根离子反应生成水,正极上通入氧气,氧气得电子和水反应生成氢氧根离子;
(2)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,Y电极上氯离子放电生成氯气,X电极上氢离子放电,同时该电极附近生成氢氧根离子;
(3)若X、Y都是惰性电极,a是CuSO4溶液,阳极是氢氧根离子失电子生成氧气,阴极铜离子得到电子生成铜,依据电极反应和电子守恒计算得到;
(4)电解精炼粗铜做阳极,精铜做阴极,电解液a选用CuSO4溶液;
(5)依据电镀原理分析判断,镀层金属做阳极,待镀金属做阴极,电解质溶液中含镀层离子.

解答 解:(1)氢氧燃料碱性电池中,负极上氢气失电子发生氧化反应,电极反应式为2H2-4e-+4OH-=4H2O;正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子,其电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,
故答案为:O2+4e-+2H2O═4OH-;2H2-4e-+4OH-═4H2O;
(2)①Y连接电源的正极,为电解池的阳极,故答案为:阳极;
②若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,Y电极上氯离子放电生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验,观察是否变蓝,
和电源的负极相连的电极X极是阴极,该电极上氢离子发生得电子的还原反应,即2H++2e-=H2↑,所以该电极附近氢氧根浓度增大,碱性增强,滴入几滴酚酞试液会变红,
故答案为:溶液由无色变为红色;湿润的淀粉碘化钾试纸,观察是否变蓝;
(3)若X、Y都是惰性电极,a是CuSO4溶液,阳极是氢氧根离子失电子生成氧气,阴极铜离子得到电子生成铜,依据电极反应和电子守恒计算得到;
阳极电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极电极反应Cu2++2e-=Cu,依据电子守恒得到2Cu~O2~4e-,阳极上产生气体的氧气标准状况的体积为4.48L,物质的量为$\frac{4.48L}{22.4/mol}$=0.2mol,则阴极上析出金属铜的物质的量为0.4mol,质量=0.4mol×64g/mol=25.6g,
故答案为:25.6;
(4)电解精炼粗铜做阳极,精铜做阴极,电解液a选用CuSO4溶液,X为阴极材料是精铜,Y电极是阳极,材料是粗铜,故答案为:精铜;粗铜;
(5)要用电镀方法在铁表面镀一层金属银,则铁应为阴极,银为阳极,电解质溶液为硝酸银,只有A符合,故答案为:A.

点评 本题综合考查电解池原理的分析应用,为高频考点,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,注意把握电解质的工作原理以及离子的放电顺序,为解答该类题目的关键,把握电解产物的分析判断,难度中等.

练习册系列答案
相关题目
1.NO很容易与许多分子迅速发生反应,科学家发现在生物体中不断地产生NO,用于细胞间传递信息;NO还参与心血管系统、免疫系统以及中枢和外围神经系统的调控.
Ⅰ.(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++4H2O+2NO↑.
(2)NO是有毒气体,某学生为防止污染,用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的NO气体发生装置,如图所示.
①实验室若没有铜丝,而只有小铜粒,在使用上述装置进行实验时,可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验,这种丝状材料的成分可以是CD(填选项编号).
A.铁  B.铝    C.铂  D.玻璃
②打开分液漏斗的活塞使反应进行,在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的,原因是2NO+O2=2NO2
(用化学方程式表示).
(3)以下收集NO气体的装置,合理的是CD(填选项代号).

(4)假设实验中12.8g Cu全部溶解,需要通入标况下2.24L O2才能使NO全部溶于水.
Ⅱ.用金属铜制取硝酸铜,从节约原料和防止环境污染的角度考虑,下列4种方法中最好的是丁(填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”).
甲:铜$\stackrel{浓硝酸}{→}$硝酸铜
乙:铜$\stackrel{稀硝酸}{→}$硝酸铜
丙:铜$\stackrel{氯气}{→}$氯化铜$\stackrel{硝酸}{→}$硝酸铜
丁:铜$\stackrel{空气}{→}$氧化铜$\stackrel{硝酸}{→}$硝酸铜.

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网