高中化学验证原电池的效果填空题

已知H₂(g)、CO(g)和CH₃OH(l)的燃烧热分别为285.8 kJ·mol^－1、283.0 kJ·mol^－1和726.5 kJ·mol^－1。请回答下列问题。
(1)用太阳能分解5 mol液态水消耗的能量是     kJ。
(2)液态甲醇不完全燃烧生成一氧化碳气体和液态水的热化学方程式为            。
(3)在以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，则正极的电极反应式为                                                                       。
理想状态下，该燃料电池消耗2 mol甲醇所能产生的最大电能为1 404.2 kJ，则该燃料电池的理论效率为     。(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)

某兴趣小组利用如图所示装置进行实验。

（1）断开K₂、闭合K₁，U形管内除电极上有气泡外，还可观察到的现象是     ；阳极电极反应式为                。当电路中转移0.001mol电子时，右侧注射器最多可以收集到气体        mL（折算为标准状况）。
（2）断开K₂、闭合K₁一段时间，待注射器中充有一定量的气体后，断开K₁、闭合K₂，此时装置内化学能转化为电能。实现能量转化的化学方程式为               ；
（3）假设实验装置不漏气，当（2）中注射器内气体全部参加反应后，U形管内的溶液理论上        （填“能”或“不能”）恢复原样。

银器皿日久表面变黑,这是由于生成硫化银,有人设计用原电池原理加以除去,其方法是:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间,黑色会褪去而银不会损失。试回答:在原电池反应中,负极发生的反应为   ；正极发生的反应为   ；反应过程中有臭鸡蛋气味气体产生,则原电池的总反应方程式为                                   。

市场上出售的“热敷袋”的主要成分为铁屑、炭粉、木屑、少量氯化钠和水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝,启用时,打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。使用完后,会发现有大量铁锈存在。
(1)“热敷袋”放出的热量是利用铁发生了   反应放出热量。
(2)炭粉的主要作用是                       。
(3)加入氯化钠的主要作用是                   。
(4)木屑的作用是                                  。

某同学在做原电池原理的实验时,有如下实验步骤:
①用导线将灵敏电流计的两端分别与纯净的锌片和铜片相连接(如图1);

②把一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中;
③把一块纯净的铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中;
④用导线把锌片和铜片连接起来后,再平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中(如图2)。
回答下列问题:
(1)实验步骤①中应观察到的现象是　                      。
(2)实验步骤②中应观察到的现象是　                      。
(3)实验步骤③中应观察到的现象是　                      。
(4)实验步骤④中应观察到的现象是　                      。
(5)通过实验步骤④该同学头脑中有了一个猜想(或假设),该猜想是　。
(6)为了证实该猜想,该同学又设计了第⑤步实验,请简要画出第⑤步实验的装置示意图。

选择适宜的材料和试剂设计一个原电池,完成下列反应:
Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu
(1)画出装置图,并标明各部分材料名称。
(2)负极材料　　　　,正极材料　　　　,电解质溶液是　　　　。 
(3)写出电极反应式:
负极: _______________________
正极: _______________________

某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中溶质足量)，当闭合该装置的开关K时，观察到电流计的指针发生了偏转。

请回答下列问题：
(1)甲、乙、丙三池中为原电池的是__________(填“甲池”、“乙池”或“丙池”)。
(2)丙池中F电极为__________(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)，该池的总反应式为__________。
(3)当乙池中C电极质量减轻10.8 g时，甲池中B电极理论上消耗O₂的体积为__________mL(标准状况)。
(4)一段时间后，断开开关K。下列物质能使丙池恢复到反应前浓度的是__________(填选项字母)。

A．Cu

B．CuO

C．CuCO3

D．Cu2(OH)2CO3

某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO₄＋10FeSO₄＋8H₂SO₄=2MnSO₄＋5Fe₂(SO₄)₃＋K₂SO₄＋8H₂O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L^－1，盐桥中装有饱和K₂SO₄溶液。回答下列问题：

(1)发生氧化反应的烧杯是________(填“甲”或“乙”)。
(2)外电路的电流方向为：从________到________。(填“a”或“b”)
(3)电池工作时，盐桥中的SO₄^2—移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。
(4)甲烧杯中发生的电极反应为______________________________。

根据氧化还原反应：2Ag^＋(aq)＋Cu(s)=Cu^2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示，其中盐桥为琼胶饱和KNO₃盐桥。请回答下列问题。                     (　　)

(1)电极X的材料是________，电解质溶液Y是________。
(2)银电极为电池的________极，写出两电极的电极反应式：
银电极：_________________________________________________；
X电极：___________________________________________________。
(3)外电路中，电子是从________电极流向________电极。

某原电池装置中盛有浓KOH溶液，若分别向__________(填“正”或“负”，下同)极通入可燃性气体，向__________极通入O₂，则电路中就有电流通过，电流方向由__________极流向__________极，溶液中OH^－向__________极移动。试完成下列问题：

	可燃性气体	正极反应	负极反应	电池总反应	pH变化
(1)	H2
(2)	CO
(3)	CH4

 

铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl₃可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：                                    。
（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、
负极，并写出电极反应式。
正极反应：                                                    。
负极反应：                                                    。
（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu^2＋、Fe^3＋和Fe^2＋的浓度均为0.10 mol·L^－1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl₂溶液中Fe^3＋和Fe^2＋的实验步骤                                                      。

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀 完全时的pH
Fe^3^＋ Fe^2^＋	1.9 7.0	3.2 9.0
Cu^2^＋	4.7	6.7
提供的药品：Cl2　浓H2SO4　NaOH溶液　CuO　Cu

 
（4）某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。有关反应的化学方程式                            ；                              ；劣质不锈钢腐蚀的实验现象                                        。

铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeCl_x的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g的FeCl_x样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH^－的阴离子交换柱，使Cl^－和OH^－发生交换。交换完成后，流出溶液的OH^－用0.40 mol·L^－1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeCl_x中x值：________(列出计算过程)；
(2)现有一含有FeCl₂和FeCl₃的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)：n(Cl)＝1：2.1，则该样品中FeCl₃的物质的量分数为________。在实验室中，FeCl₂可用铁粉和________反应制备，FeCl₃可用铁粉和________反应制备；
(3)FeCl₃与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为______；
(4)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与KClO在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，其反应的离子方程式为________；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，其电极反应式为________，该电池总反应的离子方程式为________。

碳和碳的化合物广泛的存在于我们的生活中。
（1）根据下列反应的能量变化示意图，2C(s) +O₂(g) =2CO(g) △H=           。

（2）在体积为2L的密闭容器中，充人1 mol CO₂和3mol H，一定条件下发生反应： CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)  △H<O测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的物质的量随时间变化的曲线如图所示：

①从反应开始到平衡，H₂O的平均反应速率v(H₂O)=             。
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是        （填编号）。
A．升高温度  B．将CH₃OH（g）及时液化移出
C．选择高效催化剂  D．再充入l mol CO₂和4 mol H₂
（3）CO₂溶于水生成碳酸。已知下列数据：

弱电解质	H2CO3	NH3．H2O
电离平衡常数（ 25℃）	Ka1 = 4．30 × 10^一7  Ka2= 5．61× 10^一11	Kb = 1．77× 10^一5

 
现有常温下1 mol·L^－1的( NH₄)₂CO₃溶液，已知：水解的平衡常数K_h=K_w/K_b，
第一步水解的平衡常数K_h=K_w/Ka₂。
①判断该溶液呈     （填“酸”、“中”、 “碱”）性，写出该溶液中发生第一步水解的离子方程式               。
②下列粒子之间的关系式，其中正确的是                              。
A．
B．
C．
D．
（4）据报道，科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中，利用特殊电极材料以CO和O₂为原料做成电池。原理如图所示：通入CO的管口是    （填“c”或“d”），写出该电极的电极反应式：                          。

工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS₂)冶炼铜的主要流程如下：

（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_______吸收。
a．浓H₂SO₄     b．稀HNO₃   c．NaOH溶液     d．氨水
（2）用稀H₂SO₄浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在      (填离子符号)，检验溶液中还存在Fe^2＋的方法是          (注明试剂、现象)。
（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为      。
（4）以CuSO₄溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是               。
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu^2＋向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
（5）利用反应2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O可制备CuSO₄，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为         。

化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)下列相关说法正确的是________(填序号)。
A．通过某种电池单位质量或单位体积所能输出能量的多少，可以判断该电池的优劣
B．二次电池又称充电电池或蓄电池，这类电池可无限次重复使用
C．除氢气外，甲醇、汽油、氧气等都可用作燃料电池的燃料
D．近年来，废电池必须进行集中处理的问题被提上日程，其首要原因是电池外壳的金属材料需要回收
(2)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应式可表示为2Ni(OH)₂＋Cd(OH)₂Cd＋2NiO(OH)＋2H₂O
已知Ni(OH)₂和Cd(OH)₂均难溶于水，但能溶于酸，以下说法正确的是________(填序号)。
A．以上反应是可逆反应
B．反应环境为碱性
C．电池放电时Cd作负极
D．该电池是一种二次电池
(3)在宇宙飞船和其他航天器上经常使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔的碳块组成，通入的氢气和氧气由孔隙中逸入，并在电极表面发生反应而放电。

①a电极是电源的________极；
②若该电池为飞行员提供了360 kg的水，则电路中通过了________mol电子。