高中化学化学电源新型电池填空题

常见的纽扣式电池为银锌电池。它用不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极壳一端填充由Ag₂O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓KOH，溶液两边用羧甲基纤维素作隔膜。锌银电池的负极是Zn，正极是Ag₂O，电解质是KOH，其总的反应式为：
Zn＋Ag₂O＝2Ag＋ZnO。
（1）写出正、负极的电极反应式：负极：                                         。
正极：                                         。
（2）电池工作过程中，电池负极溶液的PH          （填“增大”、“减小”或“不变”）

请按要求回答下列问题：
（1）新出土的青铜器若保存不善，在潮湿的环境中容易生成铜绿，该腐蚀过程中的负极反应式为：_________________________。
（2）惰性电极电解饱和Na₂S溶液时，在阳极附近没有看到预期的浑浊现象，探究发现，其生成了Na₂S_x，则阳极反应式为：_____________________。当阳极产生1mol S_x^2-时，阴极产生的气体在标准状况下的体积为_________L。（用含x的代数式表示）
（3）合成氨工业中，天然气能代替煤用于生产原料气——H₂，且反应类似。请写出天然气转化为H₂的两步反应方程式：______________________________________，
___________________________________________。
（4）已知：

酸	电离常数(Ka)	酸	电离常数(Ka)
CH3COOH	1.8×10^-5	HCN	5×10^-10
H2CO3	Ka1 = 4.2×10^-7	HClO	3×10^-8
Ka2 = 5.6×10^-11

①上述四种酸中，酸性最强的是          ；
②25℃时，0.01 mol/L NaCN溶液的pH________7；
③在浓度均为0.01 mol/L的CH₃COONa、NaClO、Na₂CO₃的混合溶液中，逐滴加入0.01 mol/L HCl，则体系中酸根离子反应的先后顺序为                       ；
④25℃时，向20mL 0.1 mol/L CH₃COOH溶液中逐滴滴加0.1mol/L NaOH溶液，体系中各种量随着NaOH溶液的加入而变化的图像正确的是_____________。

A                                    B

C                                     D

科学家认为，氢气是一种高效而无污染的理想能源，近20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展。
（1）为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是         。（选填字母）

A．电解水	B．锌和稀硫酸反应
C．光解海水	D．分解天然气

（2）用水分解获得氢气的能量变化如右图所示，表示使用催化剂是曲线         。该反应为         (放热还是吸热)反应

（3）1g的氢气完全燃烧生成液态水释放出142.9kJ的热量写出其完全燃烧的热化学方程式：                               。
（4）利用氢气和CO合成二甲醚的三步反应如下：
① 2H₂(g) + CO(g)  CH₃OH(g)；ΔH ＝－90.8 kJ·mol^－1
② 2CH₃OH(g)  CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)；ΔH＝－23.5 kJ·mol^－1
③ CO(g) + H₂O(g)  CO₂(g) + H₂(g)；ΔH＝－41.3 kJ·mol^－1
总反应：3H₂(g) + 3CO(g)  CH₃OCH₃(g) + CO₂ (g)的ΔH＝         
（5）氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图所示实验：

①氢氧燃料电池中，正极的电极反应式为                 。
②上图装置中，某一铜电极的质量减轻3.2g，则 a 极上消耗的O₂在标准状况下的体积为
         L。
（6）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N₂、H₂为电极反应物，以HCl－NH₄Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。则正极电极方程式         。

右图是一个化学过程的示意图。

已知甲池的总反应式为：2CH₃OH+3O₂+4KOH   2K₂CO₃+6H₂O
（1）请回答下列电极的名称：　B（石墨）电极的名称是 　   。
（2）写出电极反应式：
通入O₂的电极的电极反应式是                      。
A（Fe）电极的电极反应式为                                                 ，
（3）乙池中反应的化学方程式为                                                 。
（4）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O₂       mL（标准状况下）

下图是一个化学过程的示意图。

已知甲池的总反应式为：2CH₃OH+3O₂+4KOH   2K₂CO₃+6H₂O
（1）请回答下列电极的名称：　B（石墨）电极的名称是 　   。
（2）写出电极反应式：
通入O₂的电极的电极反应式是                      。
A（Fe）电极的电极反应式为                                            ，
（3）乙池中反应的化学方程式为                                         。
（4）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O₂       mL（标准状况下）

铅蓄电池是可充电型电池，它的正负极极板是惰性材料，电池总反应式为：
Pb+PbO₂+4H⁺+2SO2PbSO₄+2H₂O

请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：
(1) 该蓄电池放电工作时的负极材料是        ，用其电解氯化钠溶液，当阳极上收集到11.2L氯气时（标况下），理论上负极板的质量增加       g。
充电时，上图中A极应接直流电源的              (填“正极”或“负极”)。充电时A极的电极反应式是                            ;
(2) 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　　     　 　。现以铅蓄电池为电源电解，当蓄电池中有0.4mol H⁺被消耗时，则电路中通过的电子的物质的量为    ，MnO₂的理论产量为　 　g。

21世纪最富有挑战性的课题之一是使汽油氧化直接产生电流，新研制的某汽油燃料电池的一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气，用NaOH溶液作电解质溶液。填写下列空格。 
（1）汽油_____________（选填“有”或“没有” ）固定的熔沸点。炼制汽油的原料是石油，工业上生产汽油的常用方法是         。（填序号）
①分馏   ②干馏   ③裂化   ④聚合
（2）汽油中有一种烃的成分为，它的分子式是        ，名称是                                  。
（3）汽油燃料电池的能量转换形式是将       能直接转化为      能。通入空气的那个电极是燃料电池    极（选填“正”或“负”）。若汽油的组成用上述烃的分子式表示，则负极的电极反应式为                                             。

氢氧燃料电池是最常见的燃料电池，该电池在正极通入氧气，在负极通入氢气，而电解质溶液通常是KOH溶液。
(1)请写出氢氧燃料电池的正极反应方程式。
(2)氢氧燃料电池有何优点？

(共8分)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。完成下列关于甲烷（CH₄）燃料电池的填空：
（1）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 + 10 OH^- - 8e^- ==  CO^2-₃ + 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：                                    
（2）随着电池不断放电，电解质溶液的碱性          （填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）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。

(12分)氢氧燃料电池是将H₂通入负极，O₂通入正极而发生电池反应的，其能量转换率高。
(1)若电解质溶液为KOH，其正极反应为____________________________，
负极反应为__________________________________________;
(2)若电解质溶液为硫酸，其正极反应为______________________，负极反应为_________________;若在常温下转移2mol电子，可产生水质量为_________g。
(3)还有一个很大的优点是                                   。

下图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：

(1)M电极的材料是      ，N的电极电极反应式为：                         ；乙池的总反应式是                    ，通入甲烷的铂电极上发生的电极反应式为    __________________________   。
(2)在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消耗氧气为       L（标准状况下）；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池中溶液的H⁺的浓度为        。

每空2分，共12分）化学反应可为人类提供能量
（Ⅰ）家用液化气的主要成分之一是丁烷（C₄H₁₀），常温常压下，当5.8 kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量为2.9×10⁵kJ，试写出丁烷燃烧的热化学方程式：____________________________________________，已知1mol液态水气化时需要吸收44 kJ的热量，则反应：
 的ΔH为____________________。
（Ⅱ）铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO₂，电解质溶液为稀硫酸。工作时，该电池的总反应为PbO₂+Pb+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O，根据上述情况判断：
（1）蓄电池的负极是______，其电极反应式为______________________________。
（2）蓄电池的正极电极反应式为_________________________________。
（3）蓄电池工作时，其中电解质溶液的pH______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

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。

燃料电池是一种新型的无污染、无噪音、高效率的发电设备，是一种很有发展潜力的新能源，它主要由燃料、氧化剂、电极和电解质组成，燃料电池的结构和传统电池一样具有正负电极，正负电极被电解质分隔，它以还原剂（用氢作燃料）为负极反应物，以氧化剂（如空气中的氧气等）为正极交换物，在燃料电池中，氢气等燃料在通常条件下就能在电极上进行电极反应（一般用多孔镍、铂等作电极材料）．电池中的电解质为有机高分子高聚物，它可以交换质子．
（1）燃料电池的电极在常温条件下就能持续发生电极反应，写出氢氧燃料电池中的电极反应式：负极______________；正极______________．
（2）氢氧燃料电池可作为载人航天器的首选电池，一个重要原因是它在产生持续电流的过程中生成的产物是水，这正好解决航天员的饮水问题，航天员饮用这些合成水通过消化系统，大部分在被___________吸收．

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　　　　                     　　　　。