高中化学化学电源新型电池填空题

某同学利用乙烷燃料电池进行电解实验，如图所示：

（1）一段时间后C装置的右侧碳棒附近有黄绿色气体逸出，则B装置中通入a气体为    。
（2）B装置右侧电极的电极反应式为                                  。
（3）C装置中左侧电极的电极反应式为                   ，该极区的产物为      。
（4）当A装置中的溶液质量不再变化，B装置中理论上消耗乙烷的质量为     g。
（5）当A装置中溶液的质量不再变化，仍电解一段时间，若不考虑溶液体积的变化，此时溶液中溶质的物质的量浓度为        mol/L。

(5分)我国经济发展对能源的需求与日俱增。一种新型燃料电池是将两根特制电极插入氢氧化钾溶液中，然后从两极分别通入甲烷和氧气，其电极反应式为：
X极：CH₄+10OH^- -8e- ="=" CO₃^2-+7H₂O   Y极：4H₂O+2O₂+8e- ==8OH^-
( 1)、指出该电池的正极__________（X极或Y极）（1分）
（2）、在标准状况下，通入5.6L甲烷气体，完全反应后有__________mol电子转移；
（3）、该电池的电解质溶液的PH变化是__________（填升高、降低、不变）(2分)

甲醇燃料电池（DNFC）被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。
（1）101 kPa时，1 mol CH₃OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51 kJ，则甲醇燃烧的热化学方程式为                                                        。
（2）甲醇燃料电池的结构示意图如下左图。甲醇进入       极（填“正”或“负”），正极发生的电极反应为                                    。

（3）目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验。在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定条件下发生反应：
CO₂（g）+3H₂（g） CH₃OH（g）+H₂O（g）△H =-49.0KJ/mol
测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如上右图所示。
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H₂)=              
②该反应的平衡常数表达式为                         。
③下列措施中能使n(CH₃OH)/n(CO₂)增大的是            。
A．升高温度                                                  B．充入He（g），使体系压强增大
C．将H₂O（g）从体系中分离                        D．再充入1molCO₂和3molH₂

甲、乙两池电极材料如图所示，请按要求回答下列问题：

1,3,5

（1）若两池中均为Cu(NO₃)₂溶液，反应一段时间后：①有红色物质析出的是甲池中的____ 棒（铁、碳）；
②乙池碳极上电极反应属于___________（填氧化反应、还原反应）。
③乙池中阳极上发生的电极反应方程式是    _________________。
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液：
①写出乙池中总反应的化学方程式                                  。
②甲池中碳极上电极反应方程式是                                  。
③若乙池中饱和NaCl溶液100 mL一段时间后在阴极得到112 mL（标准状况）H_2，此时乙池溶液的（体积变化忽略不计）pH为__________
（3）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则：①阳电极的材料是____________
②阴极反应式是                                  。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）

（1）燃料电池作为绿色能源得到迅速发展，二甲醚（CH₃OCH₃）质子交换膜燃料电池的电池反应为：CH₃OCH₃＋3O₂2CO₂＋3H₂O，制取二甲醚的反应如下：
CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)          △H=－41.2kJ·mol^－1
CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)        △H=－90.7kJ·mol^－1
2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)     △H=－23.5kJ·mol^－1
①写出由CO和H₂制取二甲醚和CO₂的热化学方程式：                                     。
②二甲醚质子交换膜燃料电池是以酸性溶液为电解质溶液，二甲醚从一个电极通入，O₂从另一电极通入，中间为质子交换膜，通入O₂的一极为     极，电极反应式为                               
（2）钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程的有关问题。
①工业用热还原法炼铁，写出由CO还原赤铁矿（主要成分为Fe₂O₃）的化学方程式：
_________________________________________________________
②生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式____________________________________________________
③下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀_____________

④在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下，请回答：

A电极对应的金属是        (写元素名称)，
B电极的电极反应式是            ________________  

(8分)电池有干电池、蓄电池、燃料电池等。
（1）手电筒使用的是普通锌-锰电池，请写出该电池工作时发生的
a．正极反应_____________________________________________________
b．电池总反应___________________________________________________
 (2)汽车上使用的是Pb-PbO₂-H₂SO₄构成的可反复使用的蓄电池，请写出该电池工作时
a．正极反应_________________________________________
b．电池总反应_________________________________________________

(8分)某同学用铅蓄电池作电源，用石墨做电极电解500 mL某浓度的CuSO₄溶液，观察到A电极表面有红色固体物质生成，当溶液中原有溶质完全电解后，停止通电，取出A电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。已知铅蓄电池的工作原理为：
Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄ 2PbSO₄＋2H₂O
请按要求回答下列问题：
(1)电解CuSO₄溶液的化学方程式                                  　　　，
(2)当反应过程中转移的电子为0.02mol时，铅蓄电池内消耗硫酸的物质的量为 mol。
(3)电解前CuSO₄溶液的物质的量浓度为             。
(4)若电解前后溶液的体积不变，电解后溶液的pH=    
(5)写出铅蓄电池负极的电极反应式：                  

（18分，每空3分）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⁺+2SO₄^2—2PbSO₄+2H₂O
请回答下列问题（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1 mol电子时，理论上负极板的质量增加___  ___g。

（2）电池使用一段时间后，若按图连接，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_  ___。（填“不变”或“对掉”）

科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事目的。一种甲醇(CH₃OH)燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：(11分)
（1）这种电极放电时发生的总反应是______________________________________。
（2）此电极的正极发生的电极反应式是__________________________；
负极发生的电极反应式是_______________________________。
（3）电解液中的离子向_________极（正极或负极）移动；通入正极的气体是________.

近期因“召回门”而闹的沸沸扬扬的丰田Prius属第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。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。
   
(1)混合动力车的内燃机以汽油为燃料，汽油(以辛烷C₈H₁₈计)和氧气充分反应，每生成1 mol水蒸气放热569.1 kJ。则该反应的热化学方程式为_________________________________。
(2)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)为电解液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式是:
根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH将_______(填“增大”、“不变”或“减小”)，该电极的电极反应式为_________________。
(3)汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物，可通过如下反应降低其浓度：
CO(g)+1/2O₂(g) CO₂(g)。一定温度下达平衡时是一个常数。
①某温度下，在两个容器中进行上述反应，容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中的空格。   

容器编号	c(CO)／mol·L^-1	c (O2)／mol·L^-1	c (CO2)／mol·L^-1	v(正)和v (逆) 比较
I	2.0×10^-4	4.0×10^-4	4.0×10^-2	v(正)=v(逆)
Ⅱ	3.0×10^-4	4.0×10^-4	5.0×10^-2

    ②相同温度下，某汽车尾气中CO、CO₂的浓度分别为1.0×10^-5mol·L^-1和1.0×10^-4mol·L^-1。若在汽车的排气管上增加一个补燃器，不断补充O₂并使其浓度保持为1.0×10^-4mol·L^-1，则最终尾气中CO的浓度为_________mol·L^-1。

高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集氧化、吸附、
絮凝、杀菌、灭菌、去浊、脱色、除臭为一体的新
型、高效、绿色环保的多功能水处理剂。近十几年
来，我国对高铁酸钾在饮用水处理中的应用的研究
也不断深入，已取得可喜成果。比较理想的制备方
法是次氯酸盐氧化法：先向KOH溶液中通入足量
Cl₂制备次氯酸钾饱和溶液，再分次加入KOH固体，
得到次氯酸钾强碱性饱和溶液，加入三价铁盐，合成高铁酸钾。
（1）向次氯酸钾强碱饱和溶液中加入三价铁盐发生反应的离子方程式：
①Fe³⁺+3OH^-=Fe（OH）₃；②                                   。
（2）高铁酸钾溶于水能释放大量的原子氧，从而非常有效地杀灭水中的病菌和病毒，与此同时，自身被还原成新生态的Fe（OH）₃，这是一种品质优良的无机絮凝剂，能高效地除去水中的微细悬浮物。将适量K₂Fe₂O₄溶液于pH=4.74的溶液中，配制成c(FeO^2-₄) =1.0mmol·L^-1试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c(FeO^2-₄)的变化，结果见下图。高铁酸钾与水反应的离子反应方程式为   ，该反应的△H      0（填“>”“<”或“=”）。
（3）高铁酸盐还是一类环保型高性能电池的材料，用它做成的电池能量高，放电电流大，能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：

 
3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O        3Zn（OH）₃+2Fe（OH）₃+4KOH
该电池放电时的负极反应式为          ，若外电路有5.418×10²²个电子通过，则正极有        g高铁酸钾参与反应。
（4）测定某K₂FeO₄溶液浓度的实验步骤如下：
步骤1：准确量取V mL K₂FeO₄溶液加入到锥形瓶中
步骤2：在强碱性溶液中，用过量CrO^-₂与FeO^2-₄反应生成Fe（OH）₃和CrO^2-₄
步骤3：加足量稀硫酸，使CrO^2-₄转化为Cr₂O^2-₂，CrO^-₂转化为Cr³⁺，Fe（OH）₃转化为Fe²⁺
步骤4：加入二苯胺磺酸钠作指示剂，用c mol·L^-1（NH₄）₂Fe（SO₄）₂标准溶液滴定至终点，消耗（NH₄）₂Fe（SO₄）₂溶液V₁mL。
①滴定时发生反应的离子方程式为                      。
②原溶液中K₂FeO₄的浓度为                  （用含字母的代数式表示）。

由硫可制得多硫化钠Na₂S_x，x的值一般为2~6。当x=2时，多硫化钠称为过硫化钠。
Ⅰ．过硫化钠加入盐酸中有硫沉淀析出，写出该反应的化学方程式            ，该反应的还原产物是          。
Ⅱ．某些多硫化钠可用于制作蓄电池。下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统的原理图。
电池中的左右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时该膜只允许钠离子通过。电池充、放电的化学反应方程式为：


（1）电池中的左侧“电极”的电极名称是        （填“正极”或“负极”）。
（2）放电过程中钠离子从       （选“左到右”或“右到左”）通过离子交换膜。
（3）写出充电过程中阳极的电极反应式                                  。

(14分)
（1）最早使用的化学电池是锌锰电池，即大家熟悉的干电池。这种电池在使用过程中，锌外壳会逐渐变薄，最后内部糊状的电解质会泄漏出来，使电器腐蚀。后来人们采用了什么方法将其改造成了防漏电池。请列举一种方法即可_____________。
这种电池还有一个缺点：即使不用，放置过久，也会失效，请说明失效的原因_________。
（2）为提高电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质NH₄Cl换成湿的KOH，并在构造上做了改进，制成了碱性锌锰电池。其总反应为：
Zn + 2MnO₂ + 2H₂O ="===" 2MnOOH + Zn(OH)₂
写出该电池正极反应式___________。电池工作时，电子流向   （填“正”或“负”）极。
（3）二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。MnO₂的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO₄溶液。阴极的电极反应式是             。若电解电路中通过2mol电子，MnO₂的理论产量为               。
（4）生产MnO₂另一种方法：以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰。流程如下：

某软锰矿的主要成分为MnO₂，还含有Si（16.72%）、Fe（5.86%）、Al（3.42%）、Zn（2.68%）和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mn(OH)2	Cu(OH)2	Zn(OH)2	CuS	ZnS	MnS	FeS
pH	5.2	3.2	9.7	10.4	6.7	8.0	≥–0.42	≥2.5	≥7	≥7

①硫酸亚铁在酸性条件下将MnO₂还原为MnSO₄，酸浸时发生的主要反应的化学方程式
为                              。
②加入MnS的目的是除去           杂质。

肼（N₂H₄）又称联氨，是一种可燃性液体，用作火箭燃料。

(1)32.0g该液态化合物在氧气中完全燃烧生成氮气放出热量624kJ（25°C，101kPa），则肼完全燃烧的热化学方程式                              。
(2)肼——空气燃料电池是一种无污染的清洁的碱性燃料电池，电解质溶液是20%—30%的KOH溶液。该电池放电时，作负极的燃料是       (填化学式)；正极的电极反应式是               。
（3）右图是一个电化学过程示意图。
①锌片上发生的电极反应是________________________。            
②假设使用肼一空气燃烧电池作为本过程中的电源，锌片的质量
变化是128g，则肼一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气_____L
（假设空气中氧气体积含量为20%）

Li—SOCl₂电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl₄—SOCl₂。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl₂ ="4LiCl+S" +SO₂。 请回答下列问题：

（1）电池的负极材料为           ，发生的电极反应为               ；
（2）电池正极发生的电极反应为                   ；
（3）SOCl₂易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl₂，有Na₂SO₃和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl₂中，实验现象是           ，反应的化学方程式为            ；
（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是                   。