高中化学验证原电池的效果填空题

（1）为了验证Fe^{3 +}与Cu²⁺氧化性强弱，下列装置能达到实验目的的是___________

（2）将CH₄设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示（A、B为多孔碳棒）。

①_______处电极入口通甲烷（填A或B）,其电极反应式为_______________________________
_________________________________________
②当消耗甲烷的体积为22.4L（标准状况下）时, 假设电池的能量转化率为100%，则导线中转移电子的物质的量为　　　　　　　　，消耗KOH的物质的量为_____________________。

(6分)依据氧化还原反应：2Ag⁺(aq)+Cu(s)=Cu²⁺(aq)+2Ag(s)设计的原电池如下图，回答下列问题：

（1）电极X的材料是    ，电解质溶液Y是        。
（2）银电极为电池的     极。
（3）盐桥中阳离子向      移动（填“左 ”或“右”）。
（4）外电路中电子是从      （填电极材料名称，下同）电极流向        电极。

据图回答下列问题：

Ⅰ、（1)若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象是______________________
负极反应式为：_________________________________________________。
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为________(填Mg或Al)，总反应化学方程式为
______________________________________________________________。
Ⅱ、由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其正极的电极反应式为                              
Ⅲ、（1）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇： CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)。
分析该反应并回答下列问题：下列各项中，不能够说明该反应已达到平衡的是________(填序号)。
a．恒温、恒容条件下，混合气体的平均相对分子质量不变
b．一定条件下，CH₃OH分解的速率和CH₃OH生成的速率相等
c．一定条件下，CO、H₂和CH₃OH的浓度保持不变
d．一定条件下，单位时间内消耗2 mol H₂，同时生成1 mol CH₃OH
（2）2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。

①该电池工作时，b口通入的物质为________________，
c口通入的物质为________________。
②该电池负极的电极反应式为：_______          
③工作一段时间后，当6.4 g甲醇完全反应生成CO₂时，
有______________N_A个电子转移。

已知CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：

|温度/ ℃	700	800	830	1000	1200
平衡常数	1.7	1.1	1.0	0.6	0.4

回答下列问题：
（1）该反应的△H          0（填“<”“ >”“ =”)；
（2）830℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的CO和0.80mol的H₂O，反应初始6s内CO的平均反应速率v(CO)="0.003" mol·L^-1·s^-1，则6S末CO₂的物质的量浓度为               ；反应经一段时间后，达到平衡后CO的转化率为              ；
（3）判断该反应是否达到平衡的依据为                (填正确选项前的字母)；   
a．压强不随时间改变           b.气体的密度不随时间改变
c.c(CO)不随时间改变           d.单位时间里生成CO和H₂的物质的量相等   
（4）已知1000℃时，要使CO的转化率超过90%，则起始物c(H₂O): c(CO)应不低于       ；
（5）某燃料电池以CO为燃料，以空气为氧化剂，以熔融态的K₂CO₃为电解质，请写出该燃料电池正极的电极反应式                                             ；
（6）已知CO可用于制备很多物质：
       ΔH＝+8.0kJ·mol^－1
       ΔH＝+90.4kJ·mol^－1
               ΔH＝-556.0kJ·mol^－1
               ΔH＝-483.6kJ·mol^－1
请写出与反应生成热化学方程式                      。

中国环境监测总站数据显示，颗粒物(PM_2.5等)为连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物，其主要为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM_2.5、SO₂、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
（1）将PM_2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子	K^+	Na^+	NH	SO	NO	Cl^－
浓度/mol•L^－1	4×10^－6	6×10^－6	2×10^－5	4×10^－5	3×10^－5	2×10^－5

根据表中数据计算PM_2.5待测试样的pH ＝　       　。
（2） NO_x是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化示意图如下：

① N₂(g)＋O₂(g)2NO(g)△H＝                                 。
②当尾气中空气不足时，NO_x在催化转化器中被还原成N₂排出。写出NO被CO还原的化学方程式                                                  。
③ 汽车汽油不完全燃烧时还产生CO，有人设想按下列反应除去CO：
2CO(g)＝2C(s)＋O₂(g),已知该反应的△H＞0，该设想能否实现？       。
（3）碘循环工艺不仅能吸收SO₂降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

① 用离子方程式表示反应器中发生的反应　                           　。
② 用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H₂的目的是                。
③ 用吸收H₂后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示），NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：Ni(OH)₂＋M  NiO(OH)＋MH，电池放电时，负极电极反应式为　                        　； 充电完成时，全部转化为NiO(OH)，若继续充电，将在一个电极产生O₂，O₂扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸。

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_______________________________。

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_______________________________。

(11分)已知金属活动相差越大，形成原电池时越容易放电。请根据如图装置，回答下列问题：

（1）各装置名称是：A池________，B池______，C池________。
（2）写出电极上发生的反应：①_____________，③___________，⑤_____________。
（3）当电路上有2 mol电子流过时，①极上质量变化______g，⑥极上质量变化______g。
（4）反应进行一段时间后，A、B、C三池中电解质溶液浓度不变的是________。

（11分)甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：

（1）若两池中均为CuSO₄溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是甲池中的________棒，乙池中的________棒。
②乙池中阳极的电极反应式是_______________________________________________ _。
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液：
①写出乙池中总反应的离子方程式__________________________________________。
②甲池中碳极上电极反应式是____________________，乙池中碳极上电极反应属于____________(填“氧化反应”或“还原反应”)。
③若乙池转移0.02 mol e^－后停止实验，该池中溶液体积是200 mL，则溶液混匀后的pH＝________。

（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。

（1）甲烷通常用来作燃料，其燃烧反应的化学方程式是                        。
（2） 若用甲烷—氧气构成燃料电池，电解质溶液为KOH溶液，试写出该电池的正极的电极反应式                   ；负极的电极反应式                      。

某研究性学习小组，为了探究电极与原电池的电解质之间关系，设计了下列实验方案：用铝片、铜片、镁片作电极，分别与下列溶液构成原电池，并接电流表。
（1）若电解质溶液为0.5mol/L硫酸，电极为铜片和铝片，则电流计指针偏向    （填“铝”或“铜”）。
（2）若用浓硝酸作电解质溶液，电极为铜片和铝片，则电流计指针偏向   （填“铝”或“铜”），铝做      （填“正”或“负”），正极上电极反应式为：                               
（3）若电解质溶液为0.5mol/L氢氧化钠溶液，电极为镁片和铝片，则正极发生的电极反应为                                        。
通过上述实验探究，你受到的启示是                                                  
                                                                    

钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。
（1）V₂O₅是接触法制硫酸的催化剂。    ’   
①已知25℃．10lkPa时：
2SO₂（g）+O₂（g）+2H₂O（1）=2H₂SO₄（1）      △H = -457kJ·mol^-l
SO₃（g）+H₂O（1）=H₂SO₄（1） △H= -130kJ·mol^-l
   则反应2SO₂（g）+O₂（g）      2SO₃（g）的△H=       kJ·mol^-l。使用V₂O₅作催化剂后该反应逆反应的活化能      （填“增大”、“不变”或“减小”）。
②SO₂水溶液可与SeO₂反应得到硫酸，当有79gSe生成时，转移电子的物质的量为      mol，此反应的化学方程式是                           。
（2）全钒液流电池的结构如图所示，其电解液中含有钒的不同价态的离子、H⁺和SO₄^2－。电池放电时，负极的电极反应为：
V²⁺－e^一=V³⁺。

①电池放电时的总反应方程式为            。
充电时，电极M应接电源的            极。
②若电池初始时左、右两槽内均以VOSO₄和H₂SO₄的混合液为电解液，使用前需先充电激活，充电过程阴极区的反应分两步完成：第一步VO²⁺转化为V³⁺；第二步V³⁺转化为V²⁺。则第一步反应过程中阴极区溶液n（H⁺）      （填“增大”、“不变”或“减小”），阳极的电极反应式为：               。

分氨气是中学化学中常见的气体，其用途广泛。
（1）实验室制取氨气的化学方程式是                                      。
（2）工业上氨气可以由氢气和氮气合成。 

①该反应的热化学方程式是                                             。
②简述一种检查氨气是否泄露可采用的化学方法：                         。
（3）下表是当反应器中按n(N₂):n(H₂)=1:3投料后，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线。

①曲线a对应的温度是       。
②关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是       (填字母)。
A. 及时分离出NH₃可以提高H₂的平衡转化率
B. 加催化剂能加快反应速率且提高H₂的平衡转化率
C. 上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=" K(Q)" >K(N)
③ M点对应的H₂转化率是              。
（4）工业制硫酸的尾气中含较多的SO₂，为防止污染空气，回收利用SO₂，工业上常用
氨水吸收法处理尾气。
① 当氨水中所含氨的物质的量为3 mol ，吸收标准状况下44.8 L SO₂时，溶液中的溶
质为                                 。
② (NH₄)₂SO₃显碱性，用化学平衡原理解释                                    。
③ NH₄HSO₃显酸性。用氨水吸收SO₂，当吸收液显中性时，溶液中离子浓度关系正确
的是       (填字母)。
a．c(NH₄^＋) = 2c(SO₃^2－) ＋ c(HSO₃^－)   
b．c(NH₄^＋)> c(SO₃^2-)> c(H⁺)= c(OH^-)
c．c(NH₄^＋)+ c(H⁺)= c(SO₃^2-)+c(HSO₃^-)+c(OH^-)
（5）氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，下图是供氨水式燃料电池工作原理：

①氨气燃料电池的电解质溶液最好选择      (填“酸性”、“碱性”或“中性”)溶液。
②空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是                。
③氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池的电极总反应是                         ，正极的电极反应方是                          。

（本题16分）降低大气中CO₂的含量和有效地开发利用CO₂正成为研究的主要课题。
（1）已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l) ＋ 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) ＋ 4H₂O(g)  ΔH ＝－1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)  ΔH ＝－566.0 kJ/mol
③ H₂O(g) ＝ H₂O(l)  ΔH ＝－44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：                     。
（2）在容积为2L的密闭容器中，充入2mol CO₂和6mol H₂，在温度500℃时发生反应：
CO₂（g）+ 3H₂（g）CH₃OH（g）+ H₂O（g） △H<0。CH₃OH的浓度随时间变化如图。回答有关问题：

①从反应开始到20分钟时，H₂的平均反应速率v(H₂)＝_________________。
②从30分钟到35分钟达到新的平衡，改变的条件可能是             。
A. 增大压强    B.加入催化剂   C.升高温度    D.增大反应物的浓度 
③列式计算该反应在35分钟达到新平衡时的平衡常数(保留2位小数)
④如果在30分钟时,再向容器中充入2mol CO₂和6mol H₂，保持温度不变，达到新平衡时，CH₃OH的浓度____________1mol.L^-1(填“>”、“<”或“=”)。
（3）一种原电池的工作原理为：2Na₂S₂ + NaBr₃ Na₂S₄ + 3NaBr。用该电池为电源，以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，使CO₂在铜电极上可转化为甲烷。
①该电池负极的电极反应式为：                                              。
②电解池中产生CH₄一极的电极反应式为：                                     。
（4）下图是NaOH吸收CO₂后某种产物的水溶液在pH从0至14的范围内H₂CO₃、HCO₃^－、CO₃^2－三种成分平衡时的组成分数。

下列叙述正确的是             。
A．此图是1.0 mol·L^-1碳酸钠溶液滴定1.0 mol·L^-1 HCl溶液的滴定曲线
B．在pH分别为6.37及10.25时，溶液中c(H₂CO₃)=c(HCO₃^－)=c(CO₃^2－)
C．人体血液的pH约为7.4，则CO₂在血液中多以HCO₃^－形式存在
D．若用CO₂和NaOH反应制取NaHCO₃，宜控制溶液的pH为7～9之间