高中化学化学电源新型电池填空题

(7分)能源是现代文明的原动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率。
(1)氢气在燃烧时，放出大量热量，说明该反应是_________________热反应，这是由于反应物的总能量____________生成物的总能量；从化学反应的本质角度来看，是由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量_______________________形成产物的化学键放出的总能量。
(2)氢气被公认为是21世纪代替矿物燃料的理想能源，5.2 g氢气燃烧时放出286 kJ热量，而每千克汽油燃烧时放出的热量为46000 kJ。试据此分析氢气作为能源代替汽油的优势：_______________________________。
(3)通过氢气的燃烧反应，可以把氢气中蕴含的化学能转化为热能，如果将该氧化还原反应设计成原电池装置，就可以把氢气中蕴含的化学能转化为电能，下图就是能够实现该转化的装置，被称为氢氧燃料电池。该电池的正极是____________ (填“a电极”或“b电极”)，在负极发生的电极反应是_________________，

我国首创以铝─空气─海水电池为能源的新型海水标志灯。 该灯以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，其能量比干电池高20─50倍（海水呈弱碱性），请回答：该电源负极材料是_____，正极主要的反应物质是_____，总反应方程为：____________________

以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池的结构如图所示。

回答下列问题：
（1）该燃料电池的能量转化主要形式是                       ；在导线中电子流动方向是                 （用a、b表示）。
（2）该电池负极反应式是：
                                                     。
（3）葡萄糖分子中含有的官能团是：                         。
该电池能否在高温下工作？理由是：
                                                      。
（4）该电池放电过程中，H^＋离子从         （填“正”或“负”）极区向         （填“正”或“负”）极区迁移。
（5）在该电池反应中，每消耗1molO₂ ，理论上能生成标准状况下的
CO₂                 L。

）电子表和电子计算器的电池常用微型银—锌原电池，其电极分别为Zn和Ag₂O，电解质溶液为KOH溶液，负极反应 和总反应分别为：Zn+2OH ^- -2e==ZnO+H₂O和Ag₂O+Zn==ZnO+2Ag
（1）该原电池工作时负极区溶液的PH值          （上升、下降或不变）
（2）该原电池工作时电子由    （Zn或Ag₂O）极经外电路流向        （正或负）极。正极上发生的电极反应为                                                  

微生物燃料电池（MFC）是燃料电池中特殊的一类，它利用微生物作为反应主体，将有机物的化学能转化为电能。以葡萄糖溶液作底物为例，其工作原理如右图所示。

已知石墨电极上反应为：
C₆H₁₂O₆＋6H₂O－24e^－          6CO₂＋24H^＋
⑴ 电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。电池工作时，质子移向电源的      极，铂碳上所发生的电极反应式为_____________。
⑵燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧生成稳定的物质（如H转化为液态水，C转化为二氧化碳 ）所放出的热量。葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol，写出葡萄糖燃烧的热化学方程式                               。
⑶ 化学需氧量（COD）是重要的水质指标，其数值表示将1L水中的有机物氧化为CO₂、H₂O所需消耗的氧气的质量。科学家设想利用微生物燃料电池来处理某些污水，并进行发电，该设想已经在实验室中获得成功。但如果1L废水中有机物（折算成葡萄糖）氧化提供的化学能低于5.6kJ，就没有发电的必要。则下列污水中，不适合用微生物燃料电池发电的是                   （填序号）。

序号	A	B	C	D	E
污水类型	生活污水	印染	电镀	造纸	硫酸工业废水
COD值(mg/L)	520	870	20	960	120

 

W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示，其中Z位于ⅦA族。请回答下列问题。

（1）W的原子结构示意图为               。能说明Z的非金属性比X的金属性强的事实是            （举一例）。
（2）W、Y和氢可形成原子个数比为1:1:4的化合物，工业酒精中含有此物质。该化合物的一个重要作用是用作燃料电池，如图是2004年批量生产的以该物质为燃料的燃料电池结构示意图。则a通入的物质为   ，B电极反应式为              。

（3）电解NaZ水溶液时，阴极的电极反应式为                     。工业上，用上述反应的阳极产物和Ca(OH)₂为原料，制备漂白粉反应的化学方程式为              。
（4）已知：298K时，金属钠与Y₂气体反应，生成1 mol Na₂Y固体时，放出热量414 kJ；生成1 mol Na₂Y₂固体时，放出热量511 kJ。由Na₂Y固体与Y₂气体反应生成Na₂Y₂固体的热化学方程式为                        。

碳、氮元素及其化合物与人类的生产生活密切相关。试回答下列有关问题：
（1）          NH₃极易溶于水，其水溶液俗称氨水。用水稀释0.1mol·L^—1的氨水，溶液中随着水量的增加而减小的是_____________（填序号）

（2）标准状况下，将1.12LCO₂通入100mL1mol·L^—1的NaOH溶液中，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为_________________________________________________；
①c（OH^—）=2c（H₂CO₃）+______________________________________________；
②c（H⁺）+c（Na⁺）=___________________________________________________。
（3）甲烷燃料电池中发生的化学反应为：CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O，该电池的电解质溶液为H₂SO₄溶液，则原电池工作时电解质溶液中向正极移动的离子是_____________。

根据铜锌原电池示意图，回答下列问题：  
              
（1）锌为    极，电极反应式为               ；铜为      极，电极反应为                    ，原电池总离子反应式是                              。
（2）若以该电池作为电源，以石墨碳棒为电极电解CuCl₂溶液，在电池的工作过程中，Zn极质量变化了3.25g，则Cu极质量      （填“增加”、“不变”或“减少”）；电子从电池的锌极沿导线流向电解池的        （填“阴极”或“阳极”，下同）；在电解池中Cu²⁺向     移动，在该电极上析出铜的质量为     g。

化学能和电能的相互转化，是能量转化的重要方式之一，如图两个实验装置是实现化学能和电能相互转化的装置。

（1）把化学能转化为电能的装置是   （填“甲”或“乙”）；
（2）④电极上的电极反应式为                     
（3）①电极上的电极反应式为                     ，
检验该电极反应产物的方法是                       
(4)写出装置甲的反应总化学方程式                。

下图所示的四个容器中分别盛有不同的溶液，除a、b外，其余电极均为石墨电极。甲为铅蓄电池，其工作原理为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄2PbSO₄+2H₂O，其两个电极的电极材料分别为PbO₂和Pb。闭合K，发现g电极附近的溶液先变红，20min后，将K断开，此时c、d两极上产生的气体体积相同；据此回答：

（1）a电极的电极材料是             （填“PbO₂”或“Pb”）。
（2）丙装置中发生电解的总反应方程式为                    。
（3）电解20min时，停止电解，此时要使乙中溶液恢复到原来的状态，需要加入的物质及其物质的量
是           。
（4）20min后将乙装置与其他装置断开，然后在c、d两极间连接上灵敏电流计，发现电流计指针偏转，则此时c电极为          极，d电极上发生反应的电极反应式为            。
（5）电解后取a mL丁装置中的溶液，向其中逐滴加入等物质的量浓度的CH₃COOH溶液，当加入b mL CH₃COOH溶液时，混合溶液的pH恰好等于7（体积变化忽略不计）。已知CH₃COOH的电离平衡常数为1.75×10^-5，则a/b =              。

化学电池分为 ① ，②，③，其中碱性锌锰电池属于④ ，铅蓄电池属于⑤ 。

化学电池分为          ，        ，       ，其中碱性锌锰电池属于      ，铅蓄电池属于                 。

下图是一个化学过程的示意图。

（1）图中甲池中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”)，并写出此电极的反应式：____                     。
（4）乙池中总反应的离子方程式：____                      。
（5）当乙池中B(Ag)极的质量增加5.4g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．AgNO3

D．AlCl3

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，填写下列空格。
（1）提练汽油的原料是石油，石油是一种__________（选填“可再生”或“不可再生” ）能源。
（2）汽油_____________（选填“有”或“没有” ）固定的熔沸点。
（3）汽油燃料电池的能量转换形式是将________能直接转化为______能。
（4）通入空气的那个电极是燃料电池_________极（选填“正”或“负” ）该电极上若有32 g O₂参加反应，则反应过程中转移了_________mol e^－。

（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，3.20gN₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量62.4kJ（25℃时），N₂H₄完全燃烧反应的热化学方程式是                           。
（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：正极的电极反应式是          。负极的电极反应式是           _           _。
（3）下图是一个电化学过程示意图。

①锌片上发生的电极反应是                  。
②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128g，则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气     L（假设空气中氧气体积含量为20%）。
（4）传统制备肼的方法是以NaClO氧化NH₃，制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式是                                            。