高中化学

装置(Ⅰ)为铁镍(Fe-Ni)可充电电池:Fe+NiO2+2H2O  Fe(OH)2+Ni(OH)2;装置(Ⅱ)为电解示意图。当闭合开关K时,Y附近溶液先变红。下列说法正确的是

A.闭合K时,X的电极反应式为:2H++2e-= H2
B.闭合K时,A电极反应式为:NiO2+2e-+2H+= Ni(OH)2
C.给装置(Ⅰ)充电时,B极参与反应的物质被氧化
D.给装置(Ⅰ)充电时,OH- 通过阴离子交换膜,移向A电极
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以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质,天然气经重整催化作用提供反应气的燃料电池如右图。下列说法正确的是

A.以此电池为电源电解精炼铜,当有0.1 mol e转移时,有3.2 g铜溶解
B.若以甲烷为燃料气时负极电极反应式:CH4+5O2-8e=CO32-+2H2O
C.该电池使用过程中需补充Li2CO3和K2CO3
D.空气极发生的电极反应式为O2+4e+2CO2===2CO32-
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回答下列问题:
          
图1                图2                     图3
(1)如图1所示为氯碱工业的模拟装置。反应的离子方程式是                        
A、B、C、D所对应物质化学式分别为                               
每通过0.1mol电子,就有0.1mol          (填离子符号)通过离子交换膜。
(2)在如图2所示实验装置中,石墨棒上的电极反应式为________________;总反应的化学方程式是                        
如果起始时盛有1000 mL pH=5的硫酸铜溶液(25℃,CuSO4足量),一段时间后溶液的pH变为1。若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入___________(填物质名称),其质量约为___________g。
(3)熔融碳酸盐CO燃料电池工作原理如图3所示,A、B极的电极反应分别是                

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最近我国自主研制了一种新型燃料电池,一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸气(以C4H10代表汽油),电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-。回答如下问题:
(1)C4H10有正丁烷、异丁烷两种结构,写出异丁烷的一氯取代物的结构简式             
(2)这个燃料电池放电时发生反应的化学方程式是                  
(3)这个电池的正极发生的反应是O2+4e-=2O2-,负极发生的电极反应方程式是             
(4)固体电解质里O2-           极移动,向外电路释放电子的是____________极。

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2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型的乙醇电池,它用磺酸类质子溶剂,在200℃左右时供电,乙醇电池比甲醇电池效率高出32倍且更安全。电池总反应为:C2H5OH +3O2 ==2CO2 +3H2O,电池示意如右图,下列说法不正确的是

A.a极为电池的负极
B.电池工作时电流由b极沿导线经灯泡再到a极
C.电池工作时,1mol乙醇被还原时就有6mol电子转移
D.电池正极的电极反应为:4H+ + O2 + 4e →2H2O
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I、在理论上不能用于设计原电池的化学反应是

A.CH4(g)+2 O2(g)=" C" O2(g)+2 H2O(1) △H <0
B.Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)= BaCl2(aq)+2NH3·H2O(aq)+8H2O(1) △H >0
C.4Al(s)+ 6H2O(1)+ 3O2(g)==4Al(OH)3(s) △H <0
D.Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(1)= 2MnOOH(s)+Zn(OH)2(s) △H <0

若你认为A可以设计成原电池,创造碱性环境,请写出负极的电极反应式为                    (若你认为不能此空不填)。
II、北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6
(1)丙烷脱氢可得丙烯。
已知:C3H8(g)  =   CH4(g)+HCCH(g)+H2(g)  △H1=156.6 kJ·mol-1
CH3CHCH2(g) =   CH4(g)+HCCH(g )        △H2=32.4 kJ·mol-1
则相同条件下,反应C3H8(g)=  CH3CHCH2(g)+H2(g)的△H=               kJ·mol-1
(2)以丙烷为燃料制作燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为              ;放电时CO32移向电池的               (填“正”或“负”)极。负极的电极反应式为                         

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纳米级Cu2O是优良的催化剂和半导体材料,工业上常用下列方法制备Cu2O。
(1)热还原法:加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2.该制法的化学方程式为________________________________。
(2)电解法:以氢氧燃料电池为电源,用电解法制备Cu2O装置如图所示。

①A的化学式为___________________________。
②燃料电池中,OH-的移动方向为______________(填“由左向右”或“由右向左”);电解池中,阳极的电极反应式为____________________________。
③电解一段时间后,欲使阴极室溶液恢复原来组成,应向其中补充一定量的_____________(填化学式)。
④制备过程中,可循环利用的物质为________________(填化学式)。
(3)干法还原法
利用反应Cu+CuOCu2O也可制备Cu2O。将反应后的均匀固体混合物(含有三种成分)等分为两份,一份与足量H2充分反应后,固体质量减少6.4g;另一份恰好溶于500mL稀硝酸,生成标准状况下4.48LNO,该稀硝酸的物质的量浓度为_________________。

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甲醇又称“木醇”,是无色有酒精气味易挥发的有毒液体。甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料,可用于制造甲醛和农药,并常用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。
(1)工业上可利用CO2和H2生产甲醇,方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O (g)  △H=Q1kJ·mol-1
又查资料得知:①CH3OH(l)+1/2 O2(g)CO2(g)+2H2(g) △H=Q2kJ·mol-1
②H2O(g)=H2O(l)  △H= Q3kJ·mol-1,则表示甲醇的燃烧热的热化学方程式为                 
某同学设计了一个甲醇燃料电池,并用该电池电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,其装置如图:

(2)为除去饱和食盐水中的铵根离子,可在碱性条件下通入氯气,反应生成氮气。该反应的离子方程式为___________________________________。
(3)过量氯气用Na2S2O3除去,反应中S2O32-被氧化为SO42-。若过量的氯气为1×10-3mol,则理论上生成的SO42-为_____________mol。
(4)写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式______________________。
(5)理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示(已换算成标准状况下的体积),写出在t1后,石墨电极上的电极反应式____________,原混合溶液中 NaCl的物质的量浓度为___________mol/L。(设溶液体积不变)
(6)当向上述甲装置中通入标况下的氧气336mL时,理论上在铁电极上可析出铜的质量为_____________g。
(7)若使上述电解装置的电流强度达到5.0A,理论上每分钟应向负极通入气体的质量为_____________克。(已知1个电子所带电量为1.6×10-19C,计算结果保留两位有效数字)

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(1)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是______
a.NH3          b.HI        c.SO2       d.CO2
(2)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。写出该反应的化学方程式:__________
(3)工业生产甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H = —90.8kJ/mol。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)      △H = -571.6kJ/mol;
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)   △H = -566.0kJ/mol
计算2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)  △H =         
(4)某实验小组设计了如图所示的甲醇燃料电池装置。

①该电池工作时,负极是        极(填“a”或 “b”);
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池负极反应的离子方程式为                 
(5)电解法促进橄榄石(主要成分是Mg2SiO4)固定CO2的部分工艺流程如下:
已知:Mg2SiO4(s)+4HCl(aq)2MgCl2(aq)+SiO2 (s)+ 2H2O(l) △H =-49.04 kJ·mol-1

①某橄榄石的组成是Mg9FeSi5O20,用氧化物的形式可表示为             
②在上图虚框内补充一步工业生产流程              
③经分析,所得碱式碳酸镁产品中含有少量NaCl和Fe2O3。为提纯,可采取的措施依次为:对溶解后所得溶液进行除铁处理、对产品进行洗涤处理。判断产品洗净的操作是          

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铁是目前人类使用量最大的金属,它能形成多种化合物。
(1)取5.6 g的生铁与足量的稀硫酸混合反应,无论怎样进行实验,最终收集了的气体体积均小于2.24 L(标准状况),最主要的原因是__________,所得溶液在长时间放置过程中会慢慢出现浅黄色,试用离子方程式解释这一变化的原因____________。
(2)ZnFe2Ox是一种新型纳米材料,可将工业废气中的某些元素转化为游离态,制取纳米ZnFe2Ox 和用于除去废气的转化关系如图。若上述转化反应中消耗的,x的值为_________________。请写出 ZnFe2Ox与NO2反应的化学方程式______________(x用前一问求出的具体值)。
(3)LiFePO4(难溶干水)材料被视为最有前途的锂离子电池材料之一。
①以 FePO4(难溶于水)、Li2CO3、单质碳为原料在高温下制备LiFePO4 ,,该反应还生成一种可燃性气体,则反应方程式为____________.
②磷酸铁锂动力电池有几种类型,其中一种(中间是锂离子聚合物的隔膜,它把正极与负桩隔开)工作原理为。则放电时正极上的电极反应式为___________.
(4)已知25℃时,,此温度下若在实验室中配制5 mol/L 100 mL  FeCl3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加人2 mol/L的盐酸__________ml(忽略加入盐酸体积)。

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铅蓄电池是典型的可充型电池,它的正负极格板是惰性材料,电池总反应式为:
Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O

回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)
(1)放电时:正极的电极反应式是      ;电解液中H2SO4的浓度将变______,当外电路通过1mol电子时,理论上负极板的质量增加           g。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时,若按下图连接,电解一段时间后,则在A电极上生成__________,B电极上生成________,此时铅蓄电池的正负极的极性将____________。

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二甲醚(DME)一种清洁的替代燃料,不含硫,不会形成微粒,而且与汽油相比,排放的NO2更少,因此是优良的柴油机替代燃料。工业上利用一步法合成二甲醚的反应如下(复合催化剂为Cu0/Zn0/Al2 O2):2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-204.7kJ/mol。
(1)若反应在恒温、恒压下进行,以下叙述能说明该反应达到平衡状态的是     

A.CO和H2的物质的量浓度比是1:2
B.CO的消耗速率等于CH3OCH3的生成速率的2倍
C.容器中混合气体的体积保持不变
D.容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变

E.容器中棍合气体的密度保持不变
(2)600℃时,一步法合成二甲醚过程如下:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)          △H1=-100.46kJ/mol
2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)    △H2
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)    △H3=-38.7kJ/mol
则△H2=             
(3)复合催化剂的制备方法之一是Na2 C03共沉淀法:制备1 mol/L的硝酸铜,硝酸锌和硝酸铝的水溶液。然后向盛有去离子水的烧杯中同时滴加混合硝酸盐溶液和1 mol/L的Na2C03水溶液,70℃下搅拌混合。沉淀后过滤,洗涤沉淀物,80℃下干燥12小时,然后500℃下焙烧16小时。请写出上述过程中硝酸铝与Na2C03水溶液反应的离子方程式:
(4)以DME为燃料,氧气为氧化剂,在酸性电解质溶液中用惰性电极制成燃料电池,则通入氧气的电极是电源的     (填正、负)极,通DME的电极反应为       

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酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是有碳粉,二氧化锰,氯化锌和氯化铵等组成的填充物,该电池在放电过程产生MnOOH,回收处理该废电池可以得到多种化工原料,有关数据下图所示:
溶解度/(g/100g水)

化合物
Zn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ksp近似值
10-17
10-17
10-39

回答下列问题:
(1)该电池的负极为         ,正极反应式为               
(2)维持电流强度为0.5A,电池工作5分钟,理论消耗Zn        g(已知F=96500C/mol)。
(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有氯化锌和氯化铵,两者可以通过         分离回收,滤渣的主要成分是二氧化锰、             ,欲从中得到较纯的二氧化锰,最简便的方法是            ,其原理是           
(4)用废电池的锌皮制作七水合硫酸锌,需去除少量杂质铁,其方法是:加入稀硫酸和双氧水,溶解,铁变为          加碱调节PH为            ,铁刚好完全沉淀(离子浓度≤1×10-5mo1·L-1时即可认为离子沉淀完全)继续加碱调节PH为       锌开始沉淀(假定此时溶液中Zn2+的浓度为0.1 mo1·L-1)。若上述过程不加双氧水的后果           ,原因是            

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镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 +2Ni(OH)2
有关该电池的说法正确的是

A.充电时阳极反应:Ni(OH)2-e + OH- ="=" NiOOH + H2O
B.充电过程是化学能转化为电能的过程
C.放电时负极附近溶液的碱性不变
D.放电时电解质溶液中的OH- 向正极移动
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镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2 有关该电池说法正确是

A.充电时阳极反应:Ni(OH)2-e- + OH- ="NiOOH" + H2O
B.充电过程是化学能转化为电能的过程
C.放电时负极附近溶液的碱性不变
D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
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高中化学化学电源新型电池试题