高中化学化学电源新型电池填空题

（1）根据氧化还原反应2H₂+O₂=2H₂O，设计成燃料电池，负极通的气体应是____________，正极通的气体应是_____________。
（2）根据选择电解质溶液的不同，填写下表：

电解质溶液	H2SO4溶液	KOH溶液
负极反应式
正极反应式
溶液的pH变化

（3）若把H₂改为CH₄，KOH作电解质，则负极反应式为_________________。

氢氧碱性燃料电池是一种高效、环境友好的新型电池，在航空航天、潜艇和汽车等领域得到了广泛的应用。
⑴写出该电池两极的电极反应式。
负极：                                                  ，
正极：                                                  。
⑵ 用该燃料电池做电源，以石墨为电极电解足量的饱和食盐水，请回答下列问题：
①写出电解饱和食盐水发生反应的化学方程式：                           。
②每生成 0.1 mol 阳极产物，燃料电池中消耗氢气的物质的量为            。

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，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　　　　　　　　。
（3）该电池工作时，H₂和O₂连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一，金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ．2Li+H₂2LiH
Ⅱ．LiH+H₂O==LiOH+H₂↑
①反应Ⅰ中的还原剂是　　　　　，反应Ⅱ中的氧化剂是　　　　　。
②已知LiH固体密度为 0.82g/cm³。用锂吸收 224L（标准状况）H₂，生成的LiH体积与被吸收的H₂体积比为　　　　　　　　。
③由②生成的LiH与H₂O作用放出的H₂用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为　　　　　。

镉镍可充电池在现代生活中有着广泛的应用，它的充、放电反应如下：
Cd+2NiOOH+2H₂O Cd(OH)₂+2Ni(OH)₂
请回答下列问题：
（1）上述反应式中左边物质的总能量_______(填“大于”“小于”或“等于”)右边物质的总能量。
（2）放电时负极发生反应的物质是____________，放电是正极的反应式为_______________。

燃料电池是目前正在探索的一种新型电池。它的工作原理是在燃料燃烧过程中将化学能直接转化为电能，目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是：X极：O₂(g) + 4e^- + 2H₂O（l） ="==" 4OH^-
Y极：H₂(g)－2e^- + 2OH^- ="==" 2H₂O（l）
（1）X极是电池的   极（“正”或“负” ），发生     反应（“氧化”或“还原” ）反应。
（2）总的电池反应方程式                      
（3）若反应得到5.4g液态水，燃料电池中转移的电子为      mol

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)。                            

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．下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正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流．试回答下列问题：
（1） 写出氢氧燃料电池工作时正极电极反应方程式： ___________                            。
（2）如果该氢氧燃料电池每转移0.1mol电子，消耗标准状况下___________L氧气。  
（3） 若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时，负极反应式为___________________。 电池总离子反应方程式为_______________________________。

(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：           

化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
（1）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：
Cd＋2NiO(OH)＋2H₂O2Ni(OH)₂＋Cd(OH)₂
已知Ni(OH)₂和Cd(OH)₂均难溶于水但能溶于酸，负极材料是       ，以下说法中正确的是     （填字母代号）

A．①③

B．②④

C．①④

D．②③

①以上反应是可逆反应                   ②充电时镍元素被氧化
③电子由正极经电解质溶液流向负极       ④放电时电能转变为化学能
（2）写出放电时正极电极反应：      

固定和利用CO₂，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。
（1）工业上正在研究利用CO₂来生产甲醇燃料的方法。
已知：H₂(g)＋1/2O₂(g)===H₂O(g)ΔH₁＝－242 kJ/mol
CH₃OH(g)＋3/2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(g) ΔH₂＝－676 kJ/mol
①写出CO₂和H₂反应生成气态甲醇等产物的热化学方程式：___________________。
②下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图，其中正确的是________(填字母序号)。

（2）微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下：

①该电池外电路电子的流动方向为________(填写“从A到B”或“从B到A”)。
②工作结束后，B电极室溶液的酸性与工作前相比将________(填写“增大”、“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计)。
③A电极附近甲醇发生的电极反应式为________。

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。

根据题意完成下列方程式
（1）写出实验室制备氨气的化学方程式                              ；
（2）写出实验室制备Cl₂的离子方程式                      ；
（3）高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl₃和KClO在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，其反应的离子方程式为                    ；K₂FeO₄-Zn可组成碱电池，电池总反应式为：2Fe O₄^2-+8H₂O+3Zn=2Fe（OH）₃+3Zn（OH）₂+4OH^-。写出该电池的正极反应式                     ；

氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：
（1）氮元素原子的L层电子数为       ；肼的结构式：           
（2）NH₃与NaClO反应可得到肼(N₂H₄)，该反应的化学方程式为               ；
（3）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N₂O₄(l)反应生成N₂和水蒸气。
已知：①N₂(g)+2O₂(g)= N₂O₄（1）            △H₁= -195kJ·mol^-1
②N₂H₄（1） + O₂(g)= N₂(g) + 2H₂O(g)     △H₂= -534.2kJ·mol^-1
写出N₂H₄（1）和N₂O₄（1） 反应生成N₂和水蒸气的热化学方程式            ；
（4）肼一空气燃料电池是一种具有高效，环境友好的碱性电池，，该电池放电时，负极的反应式为                                  。

（6分)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 )。
（2）若ZnCl₂NH₄Cl混合溶液中含有杂质Cu^2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是____________。
欲除去Cu^2＋，最好选用下列试剂中的________(填代号)。

A．NaOH

B．Zn

C．Fe

D．NH3·H2O

（3）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2 mol电子，MnO₂的理论产量为________g。

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______________。