高中化学化学电源新型电池填空题

硫酸铅（PbSO₄）广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿（PbS）直接制备硫酸铅粉末的流程如下：

已知：（ⅰ）PbCl₂（s）+2Cl^－(aq)PbCl₄^-(aq) △H＞0
（ⅱ）K_sp(PbSO₄)=1.08×10^-8, K_sp(PbCl₂)=1.6×10^-5
（ⅲ）Fe^3＋、Pb^2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH值分别为3.2、7.04
（1）步骤Ⅰ中生成PbCl₂和S的离子方程式                               ，加入盐酸的另一个目的是为了控制PH值在0.5～1.0，原因是                                     。
（2）用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因                       。
（3）写出PbCl₂晶体转化为PbSO₄沉淀的离子方程式                           。
（4）请用离子方程式解释滤液2加入H₂O₂可循环利用的原因                         ，滤液3是               。
（5）铅蓄电池的电解液是硫酸，充电后两个电极上沉积的  PbSO₄分别转化为PbO₂和Pb，充电时阴极的电极反应式为                      。

甲醇应用于精细化工，塑料等领域，是基础的有机化工原料和优质燃料。工业上利用H₂、CO和CO₂等气体体系在催化剂条件下合成甲醇（CH₃OH）。主要反应：
①CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) △H=－91 kJ·mol^—1
②CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) △H=－49 kJ·mol^—1
副反应：③2CO(g)+4H₂(g)CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) △H=－206 kJ·mol^—1
（1）写出反应②平衡常数的表达式                           。
（2）工业上可利用CH₃OH(g)制备CH₃OCH₃(g)，写出热化学方程式                     。
（3）生产中H₂和CO按物质的量比为10:1投料，假设在反应容器中投入1molCO和10molH₂在某温度下反应（只考虑反应①），达到平衡后，测得甲醇的物质的量分数为5%，计算CO转化率，写出计算过程。
（4）工业中常用甲醇为燃料制成燃料电池，请写出在KOH(aq)介质中该电池负极的电极反应式     。

（1）已知N≡N、N﹣H、H﹣H的键能分别为946kJ•mol^﹣1、390kJ•mol^﹣1、436kJ•mol^﹣1．试根据盖斯定律，写出合成氨反应的热化学方程式__________________________________________。
（2）在通常状况下，足量氢氧化钠的稀溶液与含溶质为1mol的稀硫酸完全反应时放出akJ的热量，写出该反应中和热的热化学方程式______________________________________________________。
（3）以镁和铝为电极，以NaOH作电解质溶液，构成原电池时，铝做负极，其电极反应式为__________；
与MnO₂﹣Zn电池类似，K₂FeO₄﹣Zn也可以组成碱性电池，K₂FeO₄在电池中作为正极材料，在反应中还原产物为Fe(OH)₃ ,则正极电极反应式为__________________________________________。

I.已知0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B₂H₆)在O₂中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ的热量，其热化学方程式为：             。
II.在某温度下，物质(t－BuNO)₂在正庚烷或CCl₄溶剂中均可以发生反应：
(t－BuNO)₂ 2(t－BuNO) 。该温度下该反应在CCl₄溶剂中的平衡常数为1.4。
（1）向1L正庚烷中加入0.50mol(t－BuNO)₂，10min时反应达平衡，此时(t－BuNO)₂的平衡转化率为60%（假设反应过程中溶液体积始终为1L）。反应在前10min内的平均速率为ν（t－BuNO)=       计算上述反应的平衡常数K =      。
（2）有关反应：(t－BuNO)₂2(t－BuNO) 的叙述正确的是（    ）
A．压强越大，反应物的转化率越大
B．温度升高，该平衡一定向右移动
C．溶剂不同，平衡常数K值不同
III．甲醇燃料电池的电解质溶液是KOH溶液。则负极的电极反应式为                。

(11分)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO₄，溶于混合有机溶剂中，Li^＋通过电解质迁移入MnO₂晶格中，生成LiMnO₂。 回答下列问题：

（1）外电路的电流方向是由________极流向________极。(填字母)
（2）电池正极反应式为__________________________。
（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？________(填“是”或“否”)，原因是     ________________________________________________。
（4）MnO₂可与KOH和KClO₃在高温下反应，生成K₂MnO₄，反应的化学方程式为____________________________________。K₂MnO₄在酸性溶液中歧化，生成KMnO₄和MnO₂的物质的量之比为____。

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      。

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)。                            

据报道，最近摩托罗拉公司研发了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，电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍，可连续使用一个月才充电一次。假定放电过程中，甲醇完全氧化产生二氧化碳被充分吸收生成CO₃^2-。
（1）该电池反应的离子方程式为__________________________。
（2）甲醇在__________极发生反应(填“正”或“负”)，电池中放电过程中溶液pH将_________(填“下降”、“上升”或“不变”)；若有16克甲醇蒸气被完全氧化产生电能，并利用该过程中释放的电能电解足量的硫酸铜溶液，假设能量利用率为80%，则将产生标准状况下氧气__________L。
（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，另一个电极通入汽油蒸气。其中固体电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂固体，它在高温下能传导O^2－离子(其中氧化反应发生完全)。以丁烷代表汽油。该电池的正极反应式为_____________________。
（4）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”)。

(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：           

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

(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

能源问题是当前人类社会面临的一项重大课题，H₂、CO、CH₃OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为285.8 kJ/mol、282.5 kJ/mol、726.7 kJ/mol。请回答：
（1）已知CO和H₂在一定条件下可以合成甲醇：CO+2H₂=CH₃OH。则H₂与CO反应生成CH₃OH的热化学方程式为：                            。
（2）如图为某种燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。 ①使用时，空气从              口通入（填“A”或“B”）；

②假设使用的“燃料”是甲醇，a极的电极反应式为：                          
③假设使用的“燃料”是水煤气（成分为CO、H₂）用这种电池电镀铜，待镀金属增重6.4 g，则至少消耗标准状况下水煤气的体积为          。