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某课外活动小组同学用右图装置进行相关的实验,试回答下列问题。

(1)若开始时开关K与a连接,则A极的电极反应式为          
(2)若开始时开关K与b连接,则总反应的离子方程式为                        。在该实验中,下列说法正确的是(填序号)      
①溶液中Na+向A极移动
②从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后(设NaCl足量)加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
④若标准状况下B极产生2.24 L气体,则有0.2 mol电子转移
(3)事实证明,能设计成原电池的反应通常是放热反应,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是           
A.C(s) + H2O(g) =" CO(g)" + H2(g)  △H > 0
B.NaOH(aq) + HC1(aq) =" NaC1(aq)" + H2O(1)  △H < 0
C.2H2(g) + O2(g) = 2H2O(1)  △H<0
(4)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。右图中,a为电解液,X和Y是两块电极板,回答下列问题:

(4)①若X和Y均为惰性电极,a为CuSO4溶液,则电解时的化学反应方程式为             。通过一段时间后,向所得溶液中加入8g CuO粉末,恰好恢复电解前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子的物质的量为           
②若X、Y分别为铁和铜,a仍为CuSO4溶液,则Y极的电极反应式为           
(17分)
(1)2H2O + O2↑+4e-=4OH- (3分)
(2)2Cl- + 2H2O  电解  2OH- + H2↑ + Cl2↑(3分)     ②④(2分)
(3)C(2分)
(4)①2CuSO4+2H2O  电解  Cu+O2↑+2H2SO4(3分)       0.2mol(2分)
②Cu -2e- = Cu2+ (2分)

试题分析:(1)开始时开关K与a连接,是原电池,铁为负极,发生氧化反应,失去电子生成亚铁离子,故答案为:Fe-2e-=Fe2+
(2)开关K与b连接,装置为电解池,铁为阴极,发生还原反应,氢离子得到电子生成氢气,电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气,电解过程中阳离子向阴极移动,①错误,A生成氯气,能使湿润KI淀粉试纸变蓝,②错误,反应一段时间后加适量HCl气体可恢复到电解前电解质的浓度,③错误,若标准状况下B极产生2.24L氢气,转移0.2mol电子,④正确,故答案为:2H++2e-=H2↑; 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑;②正确。
(3)放热反应中,△H<0,形成原电池的反应必须为氧化还原反应,故选C。
(4)①电解CuSO4溶液,生成Cu单质、O2和H2SO4,方程式为2CuSO4+2H2O  电解  Cu+O2↑+2H2SO4。8g CuO,即0.1mol,根据质量守恒定律,反应的CuSO4为0.1mol,故电解过程中转移的电子的物质的量为0.2mol。
②阳极上失电子,故Y极的电极反应式为Cu -2e- = Cu2+
点评:本题考查原电池和电解池原理和原电池的设计,解题时要注意分析电极反应及生成物,能设计成原电池的反应必须是放热反应,同时必须是氧化还原反应。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列关于沉淀溶解平衡的说法中不正确的是(  )
A.难溶电解质在溶液中存在沉淀溶解平衡,且是一种动态平衡
B.Ksp只与难溶电解质的性质与温度有关,而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关
C.Ksp反映了物质在水中的溶解能力,可直接根据Ksp的大小比较电解质在水中溶解能力的大小
D.可通过Q和Ksp的相对大小,来判断沉淀溶解平衡的移动方向

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

发展混合动力车是实施节能减排的重要措施之一。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低了汽油的消耗;在刹车和下坡时电动机处于充电状态以节省能耗。混合动力车的电动机目前一般使用的是镍氢电池,镍氢电池采用镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)电解液。镍氢电池充放电原理总反应式为:H2+2NiOOH2Ni(OH)2。下列有关混合动力车的判断正确的是:
A.在上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH将减小
B.在上坡或加速时,溶液中的K+向甲电极迁移
C.在刹车和下坡时,乙电极增重
D.在刹车和下坡时,甲电极的电极反应式为:2H2O+2e-H2↑+2OH-

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

燃料电池是利用燃料(如CO、H2、CH4等)与氧气反应,将反应产生的化学能转变为电能的装置,通常用氢氧化钾作为电解质溶液。
(1)完成下列关于甲烷(CH4)燃料电池的填空:
①甲烷与氧气反应的化学方程式为:                          
②已知燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2KOH==K2CO3+3H2O,电池中有一极的电极反应为CH4+10OH--8e-="=" CO32-+7H2O,这个电极是燃料电池的     (填“正极”或“负极”),另一个电极上的电极反应式为:             
③随着电池不断放电,电解质溶液的碱性         (填“增大”、“减小”或“不变”)
④通常情况下,甲烷燃料电池的能量利用率        (填“大于”、“小于”或“等于”)甲烷燃烧的能量利用率。
(2)据报道,最近摩托罗拉(MOTOROLA)公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍,可连续使用1个月充电一次。假定放电过程中,甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32
①该电池反应的总离子方程式为____________________________
②甲醇在____极发生反应(填正或负),电池在放电过程中溶液的pH将____(填降低或上升、不变)。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

最近,科学家研制出一种纸质电池,这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌,在另一边附着二氧化锰。电池总反应为:
Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH。下列说法不正确的是(  )
A.该电池Zn为负极,MnO2为正极
B.该电池的正极反应为:MnO2+e+H2O===MnOOH+OH
C.导电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路电子由MnO2流向Zn
D.电池工作时水分子和OH都能通过薄层纸片

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

有关下图装置中的叙述正确的是
A.这是电解NaOH溶液的装置
B.溶液中发生了变化:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
C.Fe为正极,电极反应为:Fe-2e+2OH=Fe(OH)2
D.NaOH溶液的碱性逐渐减弱

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

用惰性电极电解下列各稀溶液,经一段时间后,溶液的pH值保持不变的是   
A.AgNO3溶液B.NaCl溶液C.H2SO4溶液D.K2SO4溶液

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

一种新型绿色电池—燃料电池,是把H2、CO、CH4气体和空气不断输入直接氧化,使化学能转变为电能,它被称为21世纪的绿色发电站,这三种气体可以作为燃料电池所需燃料的理由是
A.都是无毒无害气体B.在自然界都大量存在
C.都可以燃烧并放出大量的热D.燃烧产物均为CO2和H2O

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池,穿过浸入20%~40%的KOH溶液的多孔碳电极,其电极反应式为:H2+2OH--2e-=2H2O和1/2O2+H2O+2e-=2OH-,则下列叙述正确的是  (   )
A.通H2的一极是正极,通O2的一极是负极
B.通O2的一极是正极,通H2的一极是负极
C.产物为无污染的水,属于环境友好电池
D.燃料电池的能量转化率可达100%

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