高中化学化学电源新型电池填空题

ZnMnO₂干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl₂NH₄Cl混合溶液。
（1）该电池的负极材料是　　　。电池工作时，电子流向　　　(填“正极”或“负极”)。 
（2）若ZnCl₂NH₄Cl混合溶液中含有杂质Cu²⁺，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是　　　　　　　。欲除去Cu²⁺，最好选用下列试剂中的　　　　　(填代号)。 
a．NaOH b．Zn                           c．Fe       d．NH₃·H₂O

水煤气不仅是合成氨的原料气也是合成烃及其化工产品的原料。
（1）在水煤气燃料电池中，通CO、H₂的极为电池的   极（选填“正”、“负”）。
（2）水煤气变换反应：CO(g) + H₂O(g)  CO₂(g) + H₂(g) △H＜0，下列措施能提高反应速率的有   （不定项选择）。
a．升高温度     b．加入催化剂   c．增大压强       d．降低浓度
（3）H₂和N₂在催化剂、高温高压条件下合成氨的化学方程式为     。
（4）将标准状况下582.4L合成气［已知：n(CO)∶n(H₂)= 4∶9］通入合成塔，一定条件下可发生2CO(g)+ 4H₂(g) → CH₂=CH₂(g)+2H₂O(g)；CO(g)+3H₂→CH₄(g)+H₂O(g)，充分反应后，经测定产品中只有甲烷、乙烯和水蒸气（假定CO和H₂均无剩余），逸出的气体中乙烯的物质的量为      。

肼（N₂H₄）又称联氨，广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池，NO₂的二聚体N₂O₄则是火箭中常用氧化剂。试回答下列问题
（1）肼的结构式为                   。
（2）肼燃料电池原理如图所示，左边电极上发生的电极反应式为_________________。

（3）火箭常用N₂O₄作氧化剂，肼作燃料，已知：
N₂(g)＋2O₂(g)＝2NO₂(g)         △H＝－67.7kJ·mol^-1     ①
N₂H₄(g)＋O₂(g)＝N₂(g)＋2H₂O(g)  △H＝－534.0kJ·mol^-1   ②
2NO₂(g)N₂O₄(g)            △H＝－52.7kJ·mol^-1     ③
写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：___       _
（4）联氨的工业生产常用氨和次氯酸钠为原料获得，也可在催化剂作用下，用尿素
[CO(NH₂)₂]和次氯酸钠与氢氧化钠的混合溶液反应获得，尿素法反应的离子方程式为
____________________________________________________                 。
（5）如图所示，A是由导热材料制成的密闭容器，B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气囊。关闭K₂，将各1 mol NO₂通过K₁、K₃分别充入A、B中，反应起始时A、B的体积相同且均为a L。

①B中可通过观察________________判断可逆反应2NO₂N₂O₄已经达到平衡。
②若平衡后在A容器中再充入0.5mol N₂O₄，则重新到达平衡后，平衡混合气中NO₂的体积分数_______________（填 “变大”“变小”或“不变”）。
③若容器A中到达平衡所需时间为t s，达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍，则平均化学反应速率v(NO₂)等于____________________。
④若打开K₂，平衡后B容器的体积缩至0.4a L，则打开K₂之前，气球B体积为_____L。

下图是一个乙醇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            ，电极名称是          ，N的电极反应式为           ，加入乙醇的铂电极的电极反应式为                。
（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pH为        。
（3）若在常温常压下，1g C₂H₅OH燃烧生成CO₂和液态H₂O时放出29．71kJ热量，表示该反应的热化学方程式为                             。
（4）若M、N均为石墨电极，将乙池改为电解500mL含KNO₃和Cu(NO₃)₂的混合液一段时间后，在两极上均生成11．2L(标准状况)气体。则M极产生的气体是   ，原混合液中Cu²⁺的物质的量浓度是         mol/L。

Ⅰ．将铂丝插入KOH溶液中做电极，并在两极片上分别通入甲烷和氧气，形成一种燃料电池，在该电池反应中，甲烷发生类似于燃烧的反应，根据以上判断：
（1）通甲烷的铂丝为原电池的_______极，发生的电极反应为_______________。
（2）该电池工作时(放电)反应的总化学方程式为___________________________________。
Ⅱ．铅蓄电池是化学电源，它工作时的电池反应为：PbO₂+Pb+2H₂SO₄===2PbSO₄+2H₂O；
试回答：
（3）铅蓄电池正极的电极材料是_____________。
（4）工作时该铅蓄电池负极的电极反应是_____________________。
（5）铅蓄电池工作时，电解质溶液的密度_______(填“减小”“增大”或“不变”，下同)，pH_______。
（6）如果用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制取Cl₂，当制得0．05molCl₂时，在理论上电池内部消耗的H₂SO₄的物质的量是______________。

已知铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄ 2PbSO₄＋2H₂O，现以铅蓄电池作电源，用惰性电极电解100 mL 4 mol·/L Cu(NO₃)₂溶液，一定时间后在阳极收集到标准状况下气体1.12 L。
（1）铅蓄电池中消耗的硫酸为       mol；
（2）停止电解，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分作用后溶液中的Fe^2＋的物质的量浓度为  mol/L(设溶液的体积不变)。                            

(8分)（1）肼（N₂H₄）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，32．0gN₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25℃时），N₂H₄的燃烧热化学方程式是                             。
（2）肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。
肼—空气燃料电池放电时：负极的电极反应式是                                  。
（3）电瓶车所用电池一般为铅蓄电池，这是一种典型的可充电电池，电池总反应式为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-2PbSO₄+2H₂O，充电时：阳极反应式：                      用此装置电解水和重水（D₂O）组成的混合液（两电极均是Pt），通电一段时间后，在两极共收集到33．6 L（标准状况）气体，总质量为18.5 g，则混合气体中H原子和D原子个数之比：           

(9分)（1）一种新型锂电池是将化学式为Li₄Ti₅O₁₂的物质作为电池的正极材料，在放电的过程中变为化学式为Li₇Ti₅O₁₂的物质。
①Li₄Ti₅O₁₂中Ti元素的化合价为        ，锂电池的突出优点是        。
②该锂电池是一种二次电池，放电时的负极反应式为            ，充电时的阳极反应式为        。
（2）用氧化还原滴定法测定制备得到的TiO₂试样中的TiO₂的质量分数：在一定条件下，将TiO₂溶解并还原为Ti³⁺，再以KSCN溶液作为指示剂，用NH₄Fe（SO₄）₂标准溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺。
①TiCl₄水解生成TiO₂·xH₂O的化学方程式为           。
②滴定终点的现象是           。
③滴定分析时，称取TiO₂试样0.2g，消耗0.1mol·L^-1 NH₄Fe（SO₄）₂栎准溶液20ml．则TiO₂的质量分数为____           。
④若在滴定终点，读取滴定管刻度时，俯视标准溶液的液面，使其测定结果        （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
（3）已知：

则TiCl₄（l）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s）的△H=       KJ·mol^-1。

下图是一个化学过程的示意图。

（1）请回答图中甲池是______装置，其中OH^－移向________极（填“CH₃OH”或“O₂”）
（2）写出通入CH₃OH的电极的电极反应式_________。
（3）向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为_________极(填“A”或“B”)，并写出此电极反应的电极反应式____________。
（4）乙池中反应的离子方程式为____________。
（5）当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时，乙池的pH是________（若此时乙池中溶液的体积为500mL)；此时丙池某电极析出1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是_______（填序号）.

A．MgSO4

B．CuSO4

C．NaCl

D．AgNO3

Ⅰ.重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，重铬酸钾的溶解度随温度影响较大。工业上常用铬铁矿（主要成分为FeO·Cr₂O₃，杂质为SiO₂、Al₂O₃）为原料生产它，实验室模拟工业法用铬铁矿制K₂Cr₂O₇的主要工艺如下图。涉及的主要反应是:
6FeO·Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃=12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O

（1）碱浸前将铬铁矿粉碎的作用是              。
（2）步骤③调节pH后过滤得到的滤渣是            。
（3）操作④中，酸化时，CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，写出平衡转化的离子方程式           。
（4）用简要的文字说明操作⑤加入KC1的原因            。
（5）称取重铬酸钾试样2.500g配成250mL溶液，取出25mL于锥形瓶中，加入10mL 2mol/ LH₂SO₄和足量碘化钾（铬的还原产物为Cr³⁺），放于暗处5min。然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200 mol/LNa₂S₂O₃标准溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2-=2I^一十S₄O₅^2-）
判断达到滴定终点的依据是            。
Ⅱ.氨作为一种富氢化合物，具有各种优点，特别是氨有着良好的产业基础，价格低廉，氨作为燃料电池燃料具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池示意图，回答下列问题

（1） a电极的电极反应式为_________________________；
（2）反应一段时间后，电解质溶液的pH将_________
（填“增大”“减小”或“不变”）；
（3）已知：①N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g) △H="-92.4" kJ/mol，
②2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g) △H=-483.6kJ/mol，
试写出氨气完全燃烧生成气态水的热化学方程式：________________________；

(14分)工业上为了测定辉铜矿（主要成分是Cu₂S）中Cu₂S的质量分数，设计了如图装置。实验时按如下步骤操作：

A．连接全部仪器，使其成为如图装置，并检查装置的气密性。

B．称取研细的辉铜矿样品1.000g。

C．将称量好的样品小心地放入硬质玻璃管中。

D．以每分钟1L的速率鼓入空气。

E．将硬质玻璃管中的辉铜矿样品加热到一定温度,发生反应为:Cu₂S+O₂=SO₂ +2Cu。
F．移取25.00ml含SO₂的水溶液于250ml锥形瓶中，用0.0100mol/L KMnO₄标准溶液滴定至终点。按上述操作方法重复滴定2—3次。

试回答下列问题：
（1）装置①的作用是_________________；装置②的作用是____________________。
（2）假定辉铜矿中的硫全部转化为SO₂，并且全部被水吸收，则操作F中所发生反应的化学方程式为                              
（3）若操作F的滴定结果如下表所示，则辉铜矿样品中Cu₂S的质量分数是_________。

滴定次数	待测溶液的体积/mL	标准溶液的体积
滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	25.00	1.04	21.03
2	25.00	1.98	21.99
3	25.00	3.20	21.24

（4）本方案设计中有一个明显的缺陷影响了测定结果（不属于操作失误），你认为是                                                         （写一种即可）。
（5）已知在常温下FeS 的 Ksp＝ 6.25 × 10 ^－18, H₂S 饱和溶液中 c (H^＋）与 c (S^2－）之间存在如下关系： c² (H^＋) ·c（S^2－) = 1.0×10^－22。在该温度下，将适量 FeS 投入硫化氢饱和溶液中，欲使溶液中（Fe²⁺）为 lmol/L，应调节溶液的c（H^十）为__________________。　
（6）某人设想以右图所示装置用电化学原理生产硫酸，写出通入SO₂的电极的电极反应式______．

(12分)已知A为蓝色溶液，B、C、I、K为单质，其余均为化合物，其中B、L、I、K 常温下为气体，且I为有色气体。G为黑色固体，F的焰色反应透过蓝色钻玻璃片显紫色，各物质转化关系如图。

回答下列问题：
（1）P的电子式是_________________；
（2）C元素原子价电子排布式为：                               。
（3）已知B、H和C₂H₅OH能够组成燃料电池，写出该燃料电池的负极反应式：
　　　　_______________________________________________________________；
（4）A的水溶液呈___________(填“酸性”“碱性”“中性”)，用离子方程式和必要的文字说明原因______________________________________________________________
（5）用惰性电极电解400.00 mL A溶液，一段时间内测得溶液pH＝1，则需要向溶液中加入___________，其质量为______g，才能使溶液恢复到电解前的状态(不考虑溶液体积变化)。

(9分)如下图装置实验，A、B两烧杯分别盛放200 g10%NaOH和足量CuSO₄溶液。通电一段时间后，c极上有Cu析出，又测得A杯中溶液的质量减少4.5 g(不考虑水的蒸发)。

请回答下列问题：
（1）电源P极为　　极；请分别写出b极和c极上发生的电极反应   式：              ；         
（2）c极上析出固体铜的质量为        g
（3）若装置中用铅蓄电池作电源，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：
负极：Pb＋SO₄^2－＝PbSO₄＋2e^－
正极：PbO₂＋4H^＋＋SO₄^2－＋2e^－=PbSO₄＋2H₂O
假设在a极制得气体0.050 mol，这时电池内消耗的H₂SO₄的物质的量至少是　      　mol

（每空2分，16分）
Ⅰ．2013年初，雾霾天气多次肆虐天津、北京等地区。其中，燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)2CO₂(g)+ N₂(g)。△H＜0
①该反应平衡常数表达式                                       
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行t₁时刻达到平衡状态的是            （填代号）。


（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_X可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH₄(g)+2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)+2H₂O(g)　 △H₁＝－867 kJ/mol  ①
2NO₂(g) N₂O₄(g)   △H₂＝－56.9 kJ/mol  ②
H₂O(g) ＝ H₂O(l)  ΔH₃＝ －44.0 kJ／mol   ③
写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O(l)的热化学方程式：                       
Ⅱ．A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素，其中仅含有一种金属元素，A和D最外层电子数相同;B、C和E在周期表中相邻，且C、E同主族。B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数，A和C可形成两种常见的液态化合物。请回答下列问题：
（1）C、D、E三种原子对应的离子半径由大到小的顺序是            (填具体离子符号)；A、B、C三种元素按1:7:12的质量比组成的化合物中含有的化学键的类型属于          。
（2）某金属常用于制作易拉罐，该金属制作的废弃易拉罐能与 A、C、D组成的化合物溶液反应，该反应的离子方程式为：                                       。 
（3）A、C两元素的单质与烧碱溶液组成燃料电池，其负极反应式为           ，用该电池电解1L1mol/LNaCl溶液，当消耗标准状况下1.12LA₂时， 所得溶液在常温下的PH＝     (假设电解过程中溶液的体积不变) 。

(15分)甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．请回答下列与甲醇有关的问题．
(1)甲醇分子是____________分子(填“极性”或“非极性”)．
(2)工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)△H=﹣86.6KJ/mol，在T℃时，往一个体积固定为1L的密闭容器中加入1mol CO和2mol H₂，反应达到平衡时，容器内的压强是开始时的3/5．
①达到平衡时，CO的转化率为____________
②下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据的有____________

A．2v(H2)=v(CH3OH)	B．CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率
C．容器内的压强保持不变	D．混合气体的密度保持不变

E．混合气体的颜色保持不变    F．混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化
(3)已知在常温常压下：
①2CH₃OH(1)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)     △H=﹣akJ·mol^﹣1
②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)                    △H=﹣bkl·mol^﹣1
③H₂O(g)=H₂O(1)                           △H=﹣ckJ·mol^﹣1
则CH₃OH(1)+O₂(g)==CO(g)+2H₂O(1)           △H=____________kJ·mol^﹣1
(4)由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电．
①该电池负极的电极反应式为____________________________________．
②若以该电池为电源，用石墨做电极电解200mL含有如下离子的溶液．

离子	Cu^2+	H+	Cl^﹣	SO4^2^﹣
c/mol·L^﹣1	0.5	2	2	0.5

   电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)阳极上收集到氧气的质量为____________．