高中化学化学电源新型电池试题

（１）钮扣电池的电极材料为Zn和Ag₂O，电解质溶液为KOH，其电极反应为：Zn + 2OH^-－2e^- =" ZnO" + H₂O 　   Ag₂O + H₂O + 2e^- =" 2Ag" + 2OH^-    
电池的负极是　　　　 （填电极材料），正极发生的是　　　　　　反应(填反应类型)，
总反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒．当氧气和氢气分别连续不断地从两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流．这被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点。试回答下列问题：
①图中通过负载的电子流动方向______ (填“向左”或“向右”).
②写出氢氧燃料电池工作时正极反应方程式　：　　　　　　
③放电过程中,负极附近溶液的pH                (填“增大”，“减小”，“保持不变”)

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。高铁电池的总反应为：，下列叙述错误的是：

A．放电时正极附近溶液的碱性增强	B．放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4被还原
C．充电时锌极与外电源负极相连	D．充电时阳极反应为：Fe(OH)3— 3e^－+ H2OFeO4^2-+5H^+

航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用H₂、CH₄、CO、C₂H₅OH等可燃物质与O₂一起构成的电池装置，它可直接将化学能转化为电能。我国发射的“神舟五号”载人飞船是采用先进的甲烷电池为电能来源的，该电池以KOH溶液为电解质，其总反应的化学方程式为：CH₄＋2O₂＋2OH^－===CO₃^2－＋3H₂O。
(1)电极反应 正极__________  _________负极____________  __________。
(2)消耗标准状况下的5.6 L O₂时，有________mol电子发生转移。
(3)开始放电时，正极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
⑴工业上一般采用下列反应合成甲醇：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；ΔH
①下列数据是在不同温度下的化学平衡常数（K）。

250℃:  K1=__________

300℃:  K2=0.270

350℃:  K3=0.012

由表中数据判断ΔH    0（填“＞”、“＝”或“＜”＝。）
②250℃，将2molCO和6molH₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得:
CO剩余0.4mol，求K₁。
⑵已知在常温常压下：①CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）；△H=-442.8KJ/mol
②2CO(g)+O₂(g)＝2CO₂(g)；ΔH₂ ＝－566.0kJ／mol
写出甲醇燃烧热的热化学方程式____________________________________________，
⑶某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图(A)所示的燃料电池装置。则：
①该燃料电池负极的电极反应为：___________________________，
②用该甲醇燃料电池对B池进行电解，己知c、d是质量相同的铜棒，电解2min后，取出c、d，洗净、烘干、称量，质量差为0.64g，在通电过程中，电路中通过的电子为_________mol。

铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极是惰性材料，电池总反应式为：
Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-2PbSO₄+2H₂O
请回答下列问题：
（1）、放电时：正极的电极反应式是________________；正极区PH值将________（填“变大”“变小”“不变”）；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________。

(3)、某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：
Cu+H₂SO₄(稀)＝CuSO₄+H₂↑。
请在方框中画出能够实现这一反应的装置图。
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（1）处理含CO、SO₂烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。
（已知：①CO（g）+ 1/2O₂(g)＝CO₂（g）  △H=－283.0KJ·mol^-1  
②S（s）+ O₂(g)＝SO₂（g）    △H=－296.0KJ·mol^-1 ）
此反应的热化学方程式是                                          。
（2）硫—碘循环分解水制氢，主要涉及下列反应：
I  SO₂+2H₂O+I₂===H₂SO₄+2HI          II  2HIH₂+I₂
III 2H₂SO₄====2SO₂+O₂+2H₂O
分析上述反应，下列判断正确的是           。、
a．反应III易在常温下进行      b．反应I中SO₂氧化性比HI强
c．循环过程中需补充H₂O     d．循环过程中产生1molO₂的同时产生1 molH₂
（3）实验室用Zn和稀硫酸制取H₂，若加入少量下列试剂中的         ，产生H₂的速率将增大。
a．NaNO₃      b．CuSO₄      c．Na₂SO₄     d．NaHSO₃
（4）以丙烷(C₃H₈）为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通人O₂和CO₂，负极通人丙烷．电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为                        。
（5）冶炼铜的反应为8CuFeS₂＋21O₂=8Cu＋4FeO＋2Fe₂O₃＋16SO₂
上述冶炼过程产生大量SO₂。下列处理SO₂的方案中合理的是           （填代号）。
a．高空排放    b．用于制备硫酸  c．用纯碱溶液吸收制Na₂SO₃    d．用浓硫酸吸收

铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni₂O₃+3H₂O= Fe(OH)₂+2Ni(OH)₂。下列有关该电池的说法不正确的是（ ）

A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe

B．电池放电时，负极反应为Fe+2OH^--2e^-=Fe（OH）2

C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D．电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH^--2e^-=Ni2O3+3H2O

设计燃料电池使汽油氧化直接产生电流，是重要的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气（以辛烷为汽油的代表物），电池的电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-。下列说法正确的是    (  )                                         

A．固体电解质里O^2-的移动方向是由负极到正极

B．电池工作时电流由通汽油蒸汽的电极经外电路到通空气的电极

C．负极的电极反应式为C8H18 + 25O^2- -50e^-==8CO2 + 9H2O

D．正极的电极反应式为O2+2H2O+4e^-=4OH^-

最早使用的化学电源（chemical power source））是锌锰电池，即大家所熟悉的干电池（dry cell），其结构如下图所示：尽管这种电池的历史悠久，但对它的电化学过程尚未完全了解。一般认为，放电时，电池中的反应如下：
E极：2MnO₂＋2H₂O＋2e^－ _="==" 2MnO(OH)＋2OH^－
F极：Zn＋2NH₄Cl ₌₌₌ Zn(NH₃)₂Cl₂＋2H^＋＋2e^－
总反应式： 2MnO₂＋Zn＋2NH₄Cl _="==" 2MnO(OH)＋Zn(NH₃)₂Cl₂
下列说法正确的是

A．E极是电池的正极，发生的是氧化反应

B．F极是电池的负极，发生的是氧化反应

C．从结构上分析，锌锰电池应属于可充电电池

D．锌锰电池内部发生的氧化还原反应是可逆的

、氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：

（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是　          　，在导线中电子流动方向为            （用a、b 表示）。
（2）负极反应式为　　　　　　                　　。
（3）电极表面镀铂粉的原因为　　　　　        　　　　　　               。
（4）该电池工作时，H₂和O₂连续由外部供给，电池可连续
不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：Ⅰ. 2Li + H₂  2LiH Ⅱ. LiH + H₂O ="=" LiOH + H₂↑
①反应Ⅰ中的还原剂是　　　　　，反应Ⅱ中的氧化剂是　　　　　。
②已知LiH固体密度约为0.8g/cm³。用锂吸收224L（标准状况）H₂，生成的LiH体积与被吸收的H₂体积比为　　　 　　　　　。
③由②生成的LiH与H₂O作用，放出的H₂用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为　　　　      　mol。

研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO₂＋2Ag＋2NaCl=Na₂Mn₅O₁₀＋2AgCl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是：

A．正极反应式：Ag＋Cl^－－e^－="AgCl"	B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C．Na^＋不断向“水”电池的负极移动	D．AgCl是还原产物

(11分)右图为常用笔记本电脑所用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。电池总反应为2CH₃OH＋3O₂2CO₂＋4H₂O。（已知甲醇的标准燃烧热为-725.76kJ ·mol^-1）


（1）该装置中    （填a或b）为电池的负极，其电极反应为                           。
（2）已知任何反应都具有一定的可逆性。该甲醇质子交换膜燃料电池在实际工作中，各反应物、生成物均以气态的形式存在且反应也具有一定可逆性，即其反应原理可表示为2CH₃OH（g）＋3O₂（g） 2CO₂（g）＋4H₂O（g），试写出该条件下反应的平衡常数表达式K=               ； 在电脑的使用过程中，电池的温度往往因为各种原因会升高，试判断温度升高时该反应的平衡常K将          （填增大、减小、不变），其反应的正反应速率将       （填增大、减小、不变）；逆反应速率将         （填增大、减小、不变）；温度升高      （填有利或不利于）电池将化学能转化为电能。
（3）又已知在该条件下H₂O（l）=H₂O（g）ΔH=+akJ·mol^-1；CH₃OH(l)= CH₃OH(g) ΔH=+b kJ·mol^-1。若常温下一定量的甲醇完全燃烧生成液态水释放出了1451.52 kJ的能量，则等质量的甲醇利用图示装置理论上可提供           mol电子的电量。

目前，人们正在研究开发一种高能电池---钠硫电池，它是以熔融的钠和硫为两极，以Na⁺导电的β′—Al₂O₃陶瓷作固体电解质，反应式如下：Na₂S_x2Na+xS，以下说法正确的是          （  ）                 

A．放电时，Na 作正极，S极发生还原反应

B．充电时钠极与外电源的正极相连

C．当用该电池电解AgNO3溶液时，阳极上产生标况下气体11.2L时，消耗钠2.3g

D．充电时，阳极发生的反应为：Sx^2^－-2e^－=xS

(18分)如下图所示，某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。

根据要求回答相关问题：
(1)通入氧气的电极为________(填“正极”或“负极”)，写出负极的电极反应式________________________________________________________。
(2)铁电极为________(填“阳极”或“阴极”)，石墨电极(C)的电极反应式为________________________________________________________________________。
(3)反应一段时间后，乙装置中生成氢氧化钠主要在________(填“铁极”或“石墨极”)区
(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为________；丙装置中阴极析出铜的质量为________。

有关如图所示装置的叙述不正确的是(　　)

A．这是一个原电池装置

B．该装置中Pt为正极，电极反应为：O2＋2H2O＋4e^－===4OH^－

C．该装置中Fe为负极，电极反应为：Fe－2e^－＋2OH^－===Fe(OH)2

D．这是电解NaOH溶液的装置