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2015-10-19
(1)我国首创以铝—空气—海水电池作为能源的新型的海水标志灯,以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流,只要把灯放入海水数分钟,就会发出耀眼的白光。则电源的负极材料是________,负极反应为________________________________;正极材料是__________,正极反应为______________________________________。
(2)熔盐电池具有高的发电效率,因而受到重视, 可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关电池反应式。阳极反应式:2CO+2CO-4e-===4CO2,阴极反应式:______________,电池总反应式:_____________________________ 。
解析:(1)由铝—空气—海水电池靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流可知,铝为负极,电极反应式为4Al-12e-===4Al3+,正极为石墨等惰性电极,反应为3O2+6H2O+12e-===12OH-。
(2)本题中的电池是一种新型高能电池,电解质是熔融物,而不是电解质溶液,但有自由移动的离子CO存在。原电池的反应原理实质是氧化还原反应中的电子转移,燃料电池总反应实质是一个燃烧反应。故阳极(即负极)CO失去电子,而阴极(即正极)应为O2得到电子,再与阴极助燃气CO2结合生成电解质阴离子CO。
答案:(1)铝 4Al-12e-===4Al3+ 石墨等惰性电极
3O2+6H2O+12e-===12OH-
(2)O2+2CO2+4e-===2CO 2CO+O2=2CO2
10.常见铅蓄电池是二次电池,其电极材料分别为Pb和PbO2,电解液为稀H2SO4溶液,工作时的总反应式为Pb +PbO2 + 2H2SO42PbSO4+2H2O。请依据上述情况判断:(1)铅蓄电池的负极材料是________________。
(2)请依据两极材料和总反应,写出放电时正极反应是___________________________。
(3)请依据总反应式和正极反应式,写出放电时负极反应是________________________。
(4)放电时,电解质溶液中阴离子移向______极;电流方向从______极流向______极。
(5)放电时,电解质溶液的酸性_________(填“增强”、“减弱”或“不变”)。
(6)充电时PbO2极发生_________反应,电极反应式____________________________;Pb极发生___________反应,电极反应式_________________________________。
解析:此题考查几种常见电池的工作原理,结合各电极反应式及其总反应式解答。依据原电池的反应原理、铅蓄电池的工作原理及其总反应式可得答案。
答案:(1)铅(Pb) (2)PbO2+4H++SO +2e-===PbSO4+2H2O (3)Pb +SO-2e-===PbSO4 (4)负 氧化铅(PbO2) 铅(Pb) (5)减弱 (6)氧化 PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO 还原 PbSO4 + 2e-===Pb +SO
11.某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。
(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应:(用离子方程式表示)_____________________
设计的原电池装置,反应前,电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差12 g,导线中通过________ mol电子。
(2)其他条件不变,若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液,石墨电极反应式为________________________,这是由于NH4Cl溶液显________(填“酸性”、“碱性”或“中性”),用离子方程式表示溶液显此性的原因________________,用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中,向其中滴加少量新制饱和氯水,写出发生反应的离子方程式________________________,然后滴加几滴硫氰化钾溶液,溶液变红,继续滴加过量新制饱和氯水,颜色退去,同学们对此做了多种假设,某同学的假设是:“溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。”如果+3价铁被氧化为FeO,试写出该反应的离子方程式________________________________________________________________________。
(3)如图其他条件不变,若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型,如图所示。
一段时间后,在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液,现象是________________,电极反应为__________________;乙装置中石墨(1)为____________极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”),乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为______________________________________________________,
产物常用__________________检验,反应的离子方程式为___________。
解析:(1)设导线中通过的电子的物质的量为x,则负极减少28 g·mol-1·x,正极增重32 g·mol-1·x,
28x+32x=12,x=0.2 mol。
(2)NH4Cl水解溶液显酸性,正极上H+得电子,负极上Fe失电子生成Fe2+。Cl2将Fe2+氧化为 Fe3+,Cl2过量时,发生的反应为:2Fe3++3Cl2+8H2O===2FeO+6Cl-+16H+。
(3)将盐桥改为铜丝和石墨后甲装置成为原电池,乙装置成为电解池。甲中Fe为负极,Cu为正极,正极电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-,滴加酚酞后变红色。乙中石墨(1)为阴极,与铜丝相连的电极为阳极,电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,Cl2可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验。
答案:(1)Fe+Cu2+===Fe2++Cu 0.2
(2)2H++2e-===H2↑ 酸性
NH+H2O??NH3·H2O+H+
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
2Fe3++3Cl2+8H2O===2FeO+6Cl-+16H+
(3)溶液变红 O2+2H2O+4e-===4OH- 阴
2Cl--2e-===Cl2↑ 湿润淀粉碘化钾试纸
Cl2+2I-===2Cl-+I2
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