高中化学验证原电池的效果试题

某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，现断开K₂，闭合K₁，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K₁，闭合K₂，发现电流表指针偏转，下列有关描述正确的是

A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H^++2Cl^－Cl2↑+H2↑

B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红

C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应为：Cl2+2e^－＝2Cl^－

D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极

S0₂的含量是空气质量日报中一项重要检测指标，也是最近雾霾天气肆虐我国大部分地区的主要原因之一。加大S0₂的处理力度，是治理环境污染的当务之急。
I．电化学法处理SO₂。
硫酸工业尾气中的SO₂经分离后，可用于制备硫酸，同时获得电能，装置如右图所示（电极均为惰性材料）：

（1）M极发生的电极反应式为________________。
（2）若使该装置的电流强度达到2．0A，理论上每分钟应向负极通入标准状况下气体的体积为         L（已知：1个e所带电量为1.6×10^-19C）。
Ⅱ，溶液与电化学综合（钠碱循环法）处理SO₂。
（3）钠碱循环法中，用Na₂SO₃溶液作为吸收液来吸收SO₂，该反应的离子方程式为               。
（4）吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n(SO₃^2-)／n(HSO₃^-)变化关系如右图所示：

①用图中数据和变化规律说明NaHSO₃溶液呈酸性的原因                 。
②n(SO₃^2-)／n(HSO₃^-)=1：1时，溶液中离子浓度由大到小的顺序是              。
（5）当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽处理，直至得到pH>8的吸收液再循环利用，其电解示意图如下：

①写出阳极发生的电极反应式                 ；
②当电极上有2 mol电子转移时阴极产物的质量为               。

如图甲池和乙池中的四个电极都是铂电极，乙池溶液分层，上层溶液为某盐溶液，呈中性。请根据下图所示，判断下列有关说法正确的是

A．甲池是电解池，乙池是原电池；A电极反应式为：C2H5OH＋3H2O -12e^－===2CO2＋12H^+

B．反应一段时间后，两池溶液的pH均未变化

C．假如乙池中加入K2SO4溶液，隔膜只允许K^+通过，当电路中转移0.01mol e^－时，则隔膜左侧溶液中最终减少离子约0.02mol

D．假如乙池中加入NaI溶液，则在乙池反应过程中，可以观察到C电极周围的溶液呈现棕黄色，反应完毕后，用玻璃棒搅拌溶液，则下层溶液呈现紫红色，上层接近无色

某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl₂＝2AgCl。下列说法正确的是

A．正极反应为AgCl＋e^－＝Ag＋Cl^－

B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变

D．当电路中转移0.01 mol e^－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子

如图所示装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近溶液呈红色。请回答：

（1）B极是电源的        极。C电极上的电极反应式：                        。
（2）若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为                                   。
（3）现用丙装置给铜件镀银，则H应该是         (填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是          溶液。当乙中溶液的pH=13时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为                   。
（4）丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极附近的颜色逐渐变深，这表明               ，在电场作用下向Y极移动。

利用反应6NO₂+8NH₃=7N₂+12H₂O构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，下列说法不正确的是(    )

A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极

B．为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜

C．电极A极反应式为：2NH3-6e^-=N2+6H^+

D．当有4.48L NO2（标准状况）被处理时，转移电子为0.8mol

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甲烷燃料电池负极的电极反应为________________________。
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____________（填化学式），电解氯化钠溶液的总反应方程式为_________________________；
③若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为__________(法拉第常数F＝9.65×10⁴ C · mol^－1，列式计算），最多能产生的氯气体积为__________L(标准状况）。

高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：
3Zn＋2K₂FeO₄＋8H₂O3Zn(OH）₂＋2Fe(OH）₃＋4KOH，下列叙述不正确的

A．放电时负极反应为：Zn＋2OH^－→Zn(OH）2＋2e^－

B．充电时阳极反应为：Fe(OH）3＋5OH^－→FeO4^2^－＋4H2O＋3e^－

C．放电时每转移3 mol 电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化

D．放电时正极附近溶液的碱性增强

下图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间，下列有关描述错误的是(    )

A．生铁块中的碳是原电池的正极

B．红墨水柱两边的液面变为左低右高

C．两试管中相同的电极反应式是：Fe-2e^-=Fe^2+

D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀

市售一次电池品种很多，碱性锌锰电池在日常生活中用量很大。回收废旧锌锰电池并进行重新处理，可以获得MnO₂及其他副产品，其工艺流程如下：

已知：“锰粉”的主要成分有MnO₂、Zn(OH)₂、MnOOH、碳粉，还含有少量铁盐和亚铁盐。常温下，生成氢氧化物沉淀的pH如下表:

物质	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Zn(OH)2	Mn(OH)2 / Mn(OH)3
开始沉淀pH	2.7	7.6	5.7	8.3
完全沉淀pH（c≤1.0×10^－5mol/L）	3.7	9.6	8.0	8.8

（1）加入NaOH溶液调节pH＝8.0，目的是____________________；计算常温下Zn(OH)₂的溶度积常数K_sp[Zn(OH)₂]＝____________________。
（2）写出滤液2中的Mn²⁺变成MnO₂的离子方程式_________________________。
（3）写出滤渣B与稀硫酸在pH＝5时反应的化学方程式______________________。
（4）工艺中还可以将滤液4进行_____________、_____________、_____________、洗涤得到含结晶水的硫酸盐晶体。
（5）MnO₂常用来制取KMnO₄。在一定条件下将MnO₂氧化为K₂MnO₄，然后用铁作阴极、铂作阳极电解K₂MnO₄溶液得到KMnO₄。电解K₂MnO₄溶液的总反应方程式为______________________。

化学反应原理是中学化学学习的重要内容。请回答下列问题：
（1）下列判断正确的是______________。
①CH₄(g)＋2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(l)ΔH₁    CH₄(g)＋2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(g)ΔH₂
则ΔH₁﹤ΔH₂
②H₂(g)＋O₂(g)===H₂O(l) ΔH₁    2H₂(g)＋O₂(g)═2H₂O(l) ΔH₂
则ΔH₁﹤ΔH₂
③t ℃时，在一定条件下，将1 mol SO₂和1 mol O₂分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，达到平衡状态时反应放出的热量分别为Q₁和Q₂
则Q₁﹤Q₂
④CaCO₃(s)===CaO(s)＋CO₂(g)ΔH₁      CaO(s)＋H₂O(l)===Ca(OH)₂(s)ΔH₂
则ΔH₁﹤ΔH₂
（2）依据氧化还原反应Zn(s)＋Cu^2＋(aq)===Zn^2＋(aq)＋Cu(s)
设计的原电池如图所示。

请回答下列问题：
①铜电极发生的电极反应为_____________________。
②溶液中Cu²⁺向________极移动。
（3）在一恒温、恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g) + 3H₂(g)  CH₃OH (g) + H₂O(g)  △H=－49.0 kJ/mol
某种反应物和生成物的浓度随时间变化如图所示。

回答下列问题：
①Y的化学式是                   。
②反应进行到3min时， v_正           v_逆(填“＞”或“<”、“=”)。反应前3min，H₂的平均反应速率，v(H₂)=                   mol·L^－1·min^－1。
③能证明该反应达到化学平衡状态的依据是                。

A．容器内各气体的体积分数保持不变

B．混合气体密度不变

C．3v逆（CH3OH） =v正（H2）

D．混合气体的平均相对分子质量不变

E．CO₂的转化率为70%
F．混合气体中CO₂与H₂的体积比为1﹕3
④上述温度下，反应CH₃OH (g) + H₂O(g)  CO₂(g) + 3H₂(g)的平衡常数K=                   （计算结果保留2位小数）。
⑤上述反应达到平衡后，往容器中同时加入0.1mol CO₂和0.3mol H₂O (g)，此时平衡将     （填“向左”、“向右”或“不”）移动。
（4）室温时，向20 mL 0.1 mol/L的醋酸溶液中不断滴入0.1 mol/L的NaOH溶液，溶液的pH变化与所加NaOH溶液体积的关系如下图所示。下列有关溶液中离子、分子浓度大小关系的描述中正确的是____________。

①．a点时：c(CH₃COOH) >c(CH₃COO^－) > c(Na⁺) > c(H⁺) >c(OH^－)
②．b点时：c(Na⁺)＝c(CH₃COO^－) >c(H^＋) =c(OH^－)
③．c点时：c(OH^－)＝c(CH₃COOH)＋c(H⁺)
④．d点时：c(Na⁺)> c(CH₃COO^－) > c(OH^－) >c(H⁺)

氧化还原反应实际上包含氧化和还原两个过程。某氧化还原反应中还原过程的反应式为NO₃^－＋4H^＋＋3e^－===NO↑＋2H₂O，下列说法正确的是(    )

A．选用FeCl2、Cu2O、NaI等物质均能使题中反应发生

B．若用Na2S使题中反应发生则氧化过程的反应式一定为S^2^－＋4H2O－8e^－=== SO4^2^－＋8H^＋

C．当收集到2.24 L(标准状况下)气体时，参与反应的HNO3为0.1 mol

D．若将上述氧化还原反应设计成原电池，则题中反应在负极发生

目前，科学家正在研究开发一种高能电池——钠硫电池，它以熔融钠、硫为两极，以导电的β—Al₂O₃陶瓷作固体电解质，反应式如下：2Na+xS   Na₂S_x,以下说法正确的是

A．放电时，Na作正极，S极发生还原反应

B．充电时，钠极与外电源的正极相连

C．放电时，阳极发生的反应为：S－2e=xS

D．若用此电池电解AgNO3溶液，当阳极产生标准状况下的气体1.12L时，消耗的金属钠为4.6g

下列用来表示物质变化的化学用语中，错误的是

A．向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2：3Mg(OH)2+2Fe^3+=2Fe(OH)3+3Mg^2+

B．粗铜精炼时，与电源负极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu^2+ +2e^－＝Cu

C．用Pt电极电解氯化铝溶液：2Cl^-+2 H2O Cl2↑+H2+2OH^-

D．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al－3e^－＋4OH^－＝AlO2^－＋2H2O

X、Y、Z三种短周期元素，它们的原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素常见单质在常温下都是无色气体，在适当条件下可发生如下图所示变化：

已知一个B分子中含有的Z元素的原子个数比C
分子中的少一个。请回答下列问题：
（1）Y单质分子的电子式为                。
（2）X的单质与Z的单质可制成新型的化学电源（KOH溶液作电解质溶液），两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电，则正极通入           （填物质名称或化学式均可）；负极电极反应式为                               。
（3）已知Y的单质与Z的单质生成C的反应是可逆反应，将等物质的量的Y、Z的单质充入一密闭容器中，在适当催化剂和恒温、恒压条件下反应。下列说法中，正确的是__________（填写下列各项的序号）。
a．达到化学平衡时，正反应速率与逆反应速率相等
b．反应过程中，Y的单质的体积分数始终为50%
c．达到化学平衡时，Y、Z的两种单质在混合气体中的物质的量之比为1:1
d．达到化学平衡的过程中，混合气体平均相对分子质量逐渐减小