高中化学化学电源新型电池填空题

（1）已知：O₂ (g)= O₂^＋ (g)+e^－ △H₁=" +1175.7" kJ·mol^－1
PtF₆(g)+ e^－= PtF₆^－(g)    △H₂=" -" 771.1 kJ·mol^－1
O₂+PtF₆^－(s)=O₂⁺(g)+PtF₆^－ (g)  △H₃="+482.2" kJ·mol^－1
则反应：O₂（g）+ PtF₆ (g) = O₂+PtF₆(s)的△H="_____" kJ·mol^-1。
如图为合成氨反应在使用相同的催化剂，不同温度和压强条件下进行反 应，初始时N₂和H₂的体积比为1:3时的平衡混合物中氨的体积分数：

① 在一定的温度下，向体积不变的密闭容器中充入氮气和氢气发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是       。
a．体系的压强保持不变        b．混合气体的密度保持不变
c．N₂和H₂的体积比为1:3      d．混合气体的平均摩尔质量不变
②分别用v_A（NH₃）和v_B（NH₃）表示从反应开始到平衡状态A、B时的反应速率，则v_A（NH₃）    v_B（NH₃）（填“>”、“<”或“=”），该反应的的平衡常数k_A     k_B（填“>”、“<”或“=”），在250 ℃、1.0×10⁴kPa下达到平衡，H₂的转化率为     %（计算结果保留小数点后一位）；
（3）25℃时，将a mol NH₄NO₃溶于水，溶液呈酸性，原因                                   （用离子方程式表示）。向该溶液中加入bL氨水后溶液呈中性，则所加氨水的浓度为          mol/L（用含a、b的代数式表示，NH₃·H₂O的电离平衡常数为K_b=2×10^-5）
（4）如图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。电镀一段时间后，装置Ⅰ中溶液的pH      （填“变大”、“变小”或“不变”），a极电极反应方程式为                 ；若电镀结束后，发现装置Ⅱ中阴极质量变化了25.6g（溶液中硫酸铜有剩余），则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷     L（标准状况下）。

新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH₄和O₂，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液（滴有几滴酚酞）电解实验，如图所示。

回答下列问题：
（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为________________________ 、________________________。
（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中a电极上得到的是________；电解过程中________极（填“a”或“b”）附近会出现红色。电解氯化钠溶液的总化学方程式为________________________。将a、b两极的产物相互反应可得到“84”消毒液的有效成分NaClO，特殊情况下可用“84”消毒液吸收SO₂，反应的离子方程式为________________________。
（3）若每个电池甲烷通入量为1 L（标准状况），且反应完全，则理论上最多能产生的氯气体积为________L（标准状况）。

新型锂离子电池材料Li₂ MSiO₄（M为Fe，Co，Mn，Cu等）是一种发展潜力很大的电池电极材料。工业制备Li₂ MSiO₄有两种方法：
方法一：固相法，2Li₂SiO₃+ FeSO₄ Li₂FeSiO₄ +Li₂SO₄ +SiO₂
方法二：溶胶—凝胶法， Li₂FeSiO₄
（1）固相法中制备Li₂ FeSiO₄过程采用惰性气体气氛，其原因是                        ;
（2）溶胶—凝胶法中，检查溶液中有胶体生成的方法是                              ；生产中生成Imol Li₂FeSiO₄整个过程转移电子物质的量为           mol;
（3）以Li₂ FeSiO₄和嵌有Li的石墨为电极材料，含锂的导电固体作电解质，构成电池的总反应式为：Li+ LiFeSiO₄ Li₂FeSiO₄则该电池的负极是____         ；充电时，阳极反应的电极反应式为                                                        ;
（4）使用（3）组装的电池必须先____                         。

一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO₂被充分吸收生成CO₃^2－。。
（1）该电池反应的总离子方程式为____________________________________________；
（2）甲醇在_________极发生反应（填正或负），电池在放电过程中溶液的pH将__________（填降低或上升、不变）；
（3）最近，又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气。其中固体电解质是掺杂了Y₂O₃（Y：钇）的ZrO₂（Zr：锆）固体，它在高温下能传导O^2－离子（其中氧化反应发生完全）。以丁烷（C₄H₁₀）代表汽油。　
①放电时固体电解质里的O^2－离子的移动方向是向____________极移动（填正或负）。
②电池的正极反应式为____________________________________________  。

(14分)金属氢化物－镍（MH—Ni）电池由于其高能、安全、无污染、无记忆效应、价格适宜，已成为目前最具发展前景的“绿色能源”电池之一，电池总反应为MH+NiOOH M+Ni(OH)₂，M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金。电解质溶液为浓KOH溶液。
(1)写出放电时的负极反应_________________
(2)充电时，阳极的电极反应为__________________
镍氢电池正极材料由Ni(OH)₂、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，设计实验流程如下：

已知：①NiCl₂易溶于水，Fe³⁺不能氧化Ni²⁺
②某温度下一些金属氢氧化物的K_sp及沉淀析出的理论pH如下表所示：

M(OH)x	Ksp	pH
开始沉淀	沉淀完全
Al(OH)3	1.9×10^-23	3.43	4.19
Fe(OH)3	3.8×10^-38	2.53	2.94
Ni(OH)2	1.6×10^-14	7.60	9.75

 
回答下列问题：
（3）根据上表数据判断步骤②先析出的沉淀Ⅱ为              ，后析出的沉淀为Ⅲ为__________________（填化学式），则pH₁       pH₂（填填“>”、“=”或“<”），
（4）已知溶解度：NiC₂O₄ > NiC₂O₄·H₂O > NiC₂O₄·2H₂O，则③的化学方程式是         。
（5）④中阳极的电极反应为              ，验证阳极产物的试剂为          。
（6）试写出⑥的离子方程式                                         。

（1）甲醇可作为燃料电池的原料。以CH₄和H₂O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
I：CH₄ ( g ) + H₂O ( g )＝CO ( g ) + 3H₂ ( g )   △H ＝+206.0 kJ·mol^－1
II：CO ( g ) + 2H₂ ( g )＝CH₃OH ( g )       △H＝—129.0 kJ·mol^－1
CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CH₃OH (g)和H₂(g)的热化学方程式为                                
（2）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。实验室用右图装置模拟上述过程：

①写出阳极电极反应式                                  。
②写出除去甲醇的离子方程式                            。
（3）写出以NaHCO₃溶液为介质的Al—空气原电池的电极反应式
负极                                                   。

科学家预言，燃料电池将是2l世纪获得电力的重要途径。一种甲醇燃料电池是采用铂或炭化钨作电极，在硫酸电解液中直接加入净化后的甲醇。同时向一个电极通入空气。
回答如下问题：
(1)配平电池放电时发生的化学反应方程式：
□CH₃OH+□O₂→□CO₂+□H₂O
(2)在硫酸电解液中，CH₃OH(C为－2)失去电子。此电池的正极发生的反应是　　　　　　　　　　　　　，负极发生的反应是　　　　　　　　　　　　。
(3)电解液中的H⁺向       极移动；向外电路释放电子的电极是       。
(4)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其主要有两点：首先燃料电池的能量转化效率高，其次是　　　　。
(5)甲醇燃料电池与氢氧燃料电池相比．其主要缺点是甲醇燃料电池的输出功率较低．但其主要优点是　　　　　。

新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH₄和O₂，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示：

回答下列问题：
（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为                、               ；
（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是            ，电解氯化钠溶液的化学方程式为                                              ；
（3）若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为
              (已知N_A＝6.02×10²³mol^－1，电子电荷为1.60×10^－19C，列式表示即可)，最多能产生的氯气体积为      L(标准状况）。

A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素，原子序数依次递增。A元素原子核内无中子，B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，D是地壳中含量最多的元素，E是短周期中金属性最强的元素，F与G位置相邻，G是同周期元素中原子半径最小的元素。
请用化学用语回答：
（1）推断B元素在元素周期表中的位置       ，写出C的单质的电子式            。
（2）A与D形成的18电子的化合物与FD₂化合生成一种强酸，其化学方程式为         。
（3）E、F、G三种元素所形成的简单离子，其离子半径由大到小的顺序是              。（用离子符号表示）
（4）用电子式表示化合物E₂F的形成过程                     。
（5）下图为某新型发电装置示意图，其负极电极反应为         。

（1）铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl₃可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。写出FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式                  ；
若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极。
（2）铅蓄电池是常见的化学电源之一，其充电、放电的总反应是：
2PbSO₄  + 2H₂OPb + PbO₂ + 2H₂SO₄
铅蓄电池放电时，         （填物质名称）在负极发生反应。放电过程中硫酸浓度由5mol/L下降到 4mol/L，电解液体积为2000mL（反应过程溶液体积变化忽略不计）；求放电过程中外电路中转移电子的物质的量为       mol。
（3）有人设计将两根Pt丝作电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入甲烷和氧气而构成燃料电池。则此燃料电池工作时，其电极反应式为：
负极：                                     
正极：                                     

（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应I：  CO(g) ＋ 2H₂(g)   CH₃OH(g)；  ΔH₁
反应II： CO₂(g) ＋ 3H₂(g)   CH₃OH(g) +H₂O(g)；ΔH₂
①上述反应符合“原子经济”原则的是        （填“I”或“Ⅱ”）。
②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数（K）。

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中数据判断ΔH₁         0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。     
③某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝ 0.2 mol／L，则CO的转化率为        ，此时的温度为        （从上表中选择）。
（2）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置。

①该电池正极通入的物质为         。
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为         

人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学
技术发展中，电池发挥着越来越重要的作用，如在宇宙飞船、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船、电脑、收音机、照相机、电子手表、心脏起搏器等，都离不开各式各样的电池，同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息，回答下列问题：
(1)电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池，其电极分别为Ag₂O和Zn，工作时电池总反应为Ag₂O＋Zn＋H₂O===2Ag＋Zn(OH)₂。
①工作时电子从________极流向________极(填“Ag₂O”或“Zn”)。其用到的电解质溶液是      （填“KOH ”或"H₂SO₄"）
②电极反应式：正极____________________________________________，
③工作时电池电解质溶液pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（2） 2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇（CH₃OH一种可燃物）燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如右图所示。

①该电池工作时，b口通入的物质为____________, c口通入的物质为__________。
②该电池正极的电极反应式___________                             
③工作一段时间后，当6.4 g甲醇完全反应生成CO₂时，有___________N_A个电子转移。

（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”)

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。