原电池电解池经典习题

1、一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应”式，一个是“还原反应”式．如2Fe 3++Cu═2Fe 2++Cu 2+的拆写结果是：氧化反应为：Cu-2e -═Cu 2+；还原反应为：2Fe 3++2e-═2Fe 2+．①请据此将反应：Fe+4H ++NO 3-=Fe 3++NO↑+2H 2O 拆写成两个“半反应式”：氧化反应为还原反应为②已知某一氧化还原反应为：CH 4+2OH -+2O 2=CO 32-+3H 2O ；其中氧化反应的半反应可写为：CH 4+10OH --8e -═CO 32-+7H 2O ，则还原反应的半反应可写为解：①根据化合价的变化判断，Fe+4H ++NO 3-=Fe 3++NO↑+2H 2O 中，氧化剂是NO 3-，发生还原反应，NO 3-失去3个电子生成NO ；还原剂是Fe ，发生氧化反应，Fe 失去3个电子生成Fe 3+，电子转移数是3，故答案为：Fe-3e -=Fe 3+；4H ++NO 3-+3e -=NO↑+2H 2O②两个半反应相加得总反应，所以一个半反应等于总反应减另一个半反应；总反应为CH 4+2OH -+2O 2=CO 32-+3H 2O ；一个半反应为CH 4+10OH --8e -═CO 32-+7H 2O ；总反应（CH 4+2OH -+2O 2=CO 32-+3H 2O ）减半反应（CH 4+10OH --8e -═CO 32-+7H 2O ）得2O 2+8e -+4H 2O=8OH -；故答案为：2O 2+8e -+4H 2O=8OH -2、镍镉（Ni-Cd ）可充电电池在现代生活中有广泛的应用．电解质溶液为KOH 溶液，电池反应为：Cd+2NiO （OH ）+2H 2O Cd （OH ）2+2Ni （OH ）2，下列有关镍镉电池的说法正确的是（ ）A ．放电时电池内部OH-向正极移动B ．放电时正极附近溶液的pH 减少C ．充电时阳极反应为Cd （OH ）2+2e-=Cd+2OH-D ．充电时与直流电源正极相连的电极上发生Ni （OH ）2转化为NiO （OH ）的反应解：A 、放电时是原电池的工作原理，原电池工作时，电解质中的阴离子OH -向负极移动，故A 错误；B 、放电时是原电池的工作原理，原电池工作时，正极上发生得电子得还原反应，即NiO （OH ）+2H 2O+2e -=Ni（OH ）2+2OH -，所以正极附近溶液的pH 增大，故B 错误；C 、充电时是电解池的工作原理，电解池中，阳极发生失电子的氧化反应，即发生Ni （OH ）2转化为NiO（OH ）的反应，故C 错误；D 、充电时是电解池的工作原理，电解池中，与直流电源正极相连的电极是阳极，阳极发生失电子的氧化反应，即即发生Ni （OH ）2转化为NiO （OH ）的反应，故D 正确．故选D ．3．铅蓄电池在现代生活中具有广泛的应用．已知铅蓄电池的电解质溶液为H2SO4溶液，其充电、放电按下式进行：Pb+PbO2+2H2SO4放电 充电 2PbSO4+2H2O ，有关该电池的说法正确的是（ ）A ．充电时化学能转化为电能B ．放电时溶液中的H+向负极移动C ．充电时电池的正极与电源的正极相连D ．放电时负极反应：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-放电充电解：A、蓄电池充电时，属于电解池的工作原理，电解池是将电能转化为化学能的装置，故A错误；B、蓄电池放电时，相当于原电池的工作原理，原电池中电解质里的阳离子移向正极，即放电时溶液中的H+向正极移动，故B错误；C、蓄电池的正极即二氧化铅电极在放电时应该被还原，发生还原反应，在充电时，电源的正极相连的电极是阳极，也发生失电子的氧化反应，而这正好是相反的两个过程，即充电时电池的正极与电源的正极相连，故C正确；D、放电时相当于原电池的工作原理，原电池的负极发生失电子的氧化反应，即Pb+SO42--2e-=PbSO4，故D错误．故选C．4．铁、铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用．请回答下列问题：（1）黄铁矿（FeS2，其中S为-1价）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料．其中一个反应为3FeS2+8O2高温6SO2+Fe3O4，氧化产物为，若有3mol FeS2参加反应，转移电子的物质的量为．（2）与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂．某自来水厂用氯气和绿矾（FeSO4•7H2O）一起净水，其原理为（用离子方程式表示）．（3）①钢铁的电化腐蚀简单示意图如右，将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在右图虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向．②写出修改前的钢铁吸氧腐蚀石墨电极的电极反应式．（4）高铁酸钾（K2FeO4）可用作净水剂，也可用于制造高铁电池．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压．高铁电池的总反放电应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH充电该电池放电时正极反应式为．用该电池电解100mL1mol•L-1的AgNO3溶液，当电路中通过0.1mol电子时，被电解溶液的pH为（溶液体积变化忽略不计）．（5）氧化亚铜是一种半导体材料，常用作制造整流器的材料，还可以用于光照条件下水分解的催化剂和农作物的杀菌剂．用右图装置可制得氧化亚铜，试写出阳极的电极反应式．解：（1）反应3FeS2+8O2 高温Fe3O4+6SO2，前后各元素化合价的变化情况如下：Fe：+2→+3，化合价升高；S：-1→+4，化合价升高；O：0→-2，化合价降低；因此，在反应中FeS2还原剂，O2是氧化剂，Fe2O3既是氧化产物也是还原产物，SO2既是氧化产物也是还原产物，在上述反应中共转移32个电子，有3molFeS2参加反应，转移电子的物质的量为32mol；故答案为：SO2、Fe3O4、32mol；（2）因氯气能将Fe2+氧化成Fe3+，以及Fe3+水解生成Fe（OH）3胶体可以净水，故答案为：Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-Fe3++3H2O Fe（OH）3+3H+；（3）①根据牺牲阳极的阴极保护法可知：需要保护的金属作阴极，如图所表示：②吸氧腐蚀的正极的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；（4）负极的电极反应：3Zn+6OH-=3Zn（OH）2，正极的电极反应：2FeO42-+8H2O+6e-=2Fe（OH）3+10OH-，故答案为：2FeO42-+8H2O+6e-=2Fe（OH）3+10OH-；阳极的电极反应：40H--4e-=2H20+O2↑0.1mol 0.1mol所以产生的H+的物质的量为0.1mol，其物质的量浓度为1mol/L，所以PH=0，故答案为：0；（5）铜作阳极，生成了Cu2O，阳极的电极反应式：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O，故答案为：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O．5．航天技术上使用的氢-氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点．氢-氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式可表示为2H2+O2=2H2O．酸式燃料电池的电解质是酸，其负极反应可表示为：，则其正极反应式可表示为：；放电一段时间后电解质溶液的pH将（填“变大、变小、不变”）碱式氢-氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表示为：．解：（1）该反应中氢气失电子被氧化，氢气失电子生成氢离子，所以电极反应式为2H2-4e-═4H+②氧气得电子被还原，氧气得电子和溶液中的氢离子生成水，所以电极反应式为O2+4H++4e-═2H2O；③随着反应的进行，生成的水越来越多，溶质硫酸的量不变，所以导致溶液的浓度降低，所以溶液的PH值增大．故答案为：O2+4H++4e-═2H2O；变大．（2）①该反应中氢气失电子被氧化，氢气失电子生成氢离子，氢离子和溶液中的氢氧根离子生成水，所以电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O．②氧气得电子被还原，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-．故答案为：2H2+4OH--4e-=4H2O．6．Ⅰ、电解原理在化学工业中有广泛应用．图表示一个电解池，装有电解液c；A、B是两块电极板，通过导线与直流电源相连．（1）若A、B都是惰性电极，c是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时向U型管两边各滴入几滴酚酞试液，试判断①a是极（填“正”或“负”）；②B电极上的电极反应式为，（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液c选用CuSO4溶液，则B电极的材料是，电极反应式为．（3）用惰性电极电解CuSO4溶液．若阴极上析出Cu的质量为3.2g，则阳极上产生的气体在标准状况下的体积为；Ⅱ、设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是对21世纪最富有挑战性的课题之一．最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-离子．回答如下问题：（1）以庚烷（C7H16）代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是：（2）这个电池的负极发生的反应是：；正极发生的反应是；固体电解质里的O2-向（填“正”或“负”）极移动（1分）7、电解原理在化学工业中有广泛应用。

如图表示一个电解池，装有电解液c；A、B分别是两块电极板，通过导线与直流电源相连。

（1）若A、B都是惰性电极，电解质溶液c是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在U型管两边各滴入几滴酚酞试液，试判断①a是极（填“正”或“负”），B是极（填“阴”或“阳”）；②A电极上的电极反应式为，B电极上的电极反应式为；③检验A电极产物的方法是。

（2）如用电解法精炼粗铜，电解液c选用CuSO4溶液，则①A电极的材料是，电极反应式为；②B电极的材料是，电极反应式为。

（3）用惰性电极电解CuSO4溶液。

若阴极上析出Cu的质量为3.2g，则阳极上产生气体在标准状况下的体积为；常温下，若将电解后的溶液稀释至1 L，则溶液的pH约为。

答案：1）①正阴②2Cl ― ― 2e ― = Cl2↑ 2H+ + 2e ― = H2↑③把湿润的碘化钾淀粉试纸放在A电极附近，试纸变蓝色。

（2）①粗铜Cu ― 2e ― = Cu2+②纯铜 Cu2+ + 2e ― = Cu（3）0.56L 1。