高中化学验证原电池的效果填空题

（1）把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片上有气泡，再平行插入一块铜片，可观察到铜片上________
（填“有”或“没有”）气泡产生，再用导线把锌片和铜片连接起来，组成一个原电池，负极为______，正极的电极反应式为___________。
（2）如果烧杯中最初装入的是500mL 2 mol·L^－1的稀硫酸，构成铜锌原电池（假设产生的气体没有损失），当在标准状况下收集到11.2 L的氢气时，则此时烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度应为（溶液体积变化忽略不计）________________________。

如图，A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

（1）A中反应的离子方程式为_____________________________。
（2）B中Sn极的电极反应式为____________________________。
（3）C中被腐蚀的金属是________，总反应的化学方程式为_____________________。比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序为__________。
（填序号）。

仔细分析如图装置，完成下面的填空。

（1）—段时间后，可能发现的现象是：甲池，Zn棒逐渐溶解，碳棒上有__________产生。与Zn棒相连的碳棒(C₂)质量____________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）甲池Zn极为__________极，电极反应式：____________________________________,乙池中C₁为__________极，电极反应式为：________________________________________,乙池总反应式为：________________________________________________。

海洋资源的开发与利用具有广阔的前景。海水的pH一般在7.5～8.6之间。某地海水中主要离子的含量如下表：

成分	Na^＋	K^＋	Ca^2^＋	Mg^2^＋	Cl^－	SO4^2-	HCO3^-
含量/mg·L^－1	9 360	83	200	1 100	16 000	1 200	118

 
（1）电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术，其原理如下图所示。其中阴(阳)离子交换膜只允许阴(阳)离子通过。

①阴极的电极反应式为__________________。
②电解一段时间，阴极区会产生水垢，其成分为CaCO₃和Mg(OH)₂，写出生成CaCO₃的离子方程式______________________________________。
③淡水的出口为a、b、c中的________出口。
（2）海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料，如LiFePO₄电池某电极的工作原理如下图所示：

该电池电解质为传导Li^＋的固体材料。放电时该电极是电池的________极(填“正”或“负”)，电极反应式为______________________。

（1）甲醇可作为燃料电池的原料。以CH₄和H₂O为原料,通过下列反应来制备
甲醇。
Ⅰ:CH₄ (g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g)　ΔH="+206.0" kJ·mol^-1
Ⅱ:CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g)　ΔH=—129.0 kJ·mol^-1
CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CH₃OH(g)和H₂(g)的热化学方程式为
                                                                   。
（2）甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co²⁺氧化成C,然后以C作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。实验室用如图装置完成上述过程:

①写出阳极电极反应式:　                 。
②写出除去甲醇的离子方程式:　                  。
（3）写出以NaHCO₃溶液为介质的Al—空气原电池的负极电极反应式:　            。

家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,某同学拟对其原理及条件进行分析:
（1）该同学准备了下列实验用品:20% NaCl溶液、蒸馏水、酚酞试液、KSCN溶液、新制氯水、纯铁丝、碳棒、U形管、导线等;请你帮他设计一个实验方案来验证钢铁吸氧腐蚀的电极产物,简述操作过程并写出溶液中有关反应的离子方程式。
（2）将一铜棒、碳棒用导线连接后,插入内盛20%氯化钠溶液的U形管中,请根据此装置在下列两项中择一
回答:
①若不是原电池,请说明原因:　　　　　　　　　　　(如果回答此题,下面的②不用回答)。
②若是原电池,现要求利用此装置(电极材料、溶液浓度均不变),采取适当的措施来提高电池的放电效率,该操作可以是:　                            。
（3）目前我国许多大型铜质文物露天放置腐蚀严重,在不影响观瞻效果的条件下,除用加保护层法保护外,请你再提出一项简单而有效的保护方法并简述其保护原理:                                                            。

金属材料在人类生产生活中有着重要的应用，但人们使用更多的不是纯金属，而是合金。
（1）快中子反应堆的热交换剂用的是钠钾合金，其常温下是         态（填气、液、固）。把钠的物质的量分数为20%的0.2mol的此合金安全地加入到重水（D₂O）中，产生的气体物质所含的中子数为            。
（2）镁铝合金是经常见到的轻质合金。剪一块合金在空气中燃烧，除生成MgO和Al₂O₃外，最有可能生成的第三种物质的电子式是           。当一块5.1g的镁铝合金薄片溶于3.6 mol·L^-1的200ml 的硫酸溶液中，至少需加入1 mol·L^-1的氢氧化钠溶液的体积             mL至沉淀质量不再改变，如整个过程中有0.5mol 的电子发生转移，则合金中Mg的物质的量分数为     。
（3）①有一种铜的合金即黄铜（可看作是Cu和Zn），可分别用酸溶法或碱溶法来分离该两种金属，其中把该合金投入到稀盐酸中，发现产生气泡的速度比用锌与盐酸反应制氢气的速度快，其原因是                                       。
②为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调pH，当pH＝3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合下图信息推断该合金中除铜外一定含有       。

（1）如图1是一种新型燃料电池，它以CO为燃料，一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃熔融混合物为电解质，图2是粗铜精炼的装置图，现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。

回答下列问题：
①写出A极发生的电极反应式______________________________________。
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应与________极相连(填“C”或“D”)。
③当消耗标准状况下2.24 L CO时，C电极的质量变化为________。
（2）工业上，可用铁作阳极，电解KOH溶液制备K₂FeO₄。
①电解过程中，OH^－向________(填“阴”或“阳”)极移动，阳极的电极反应式为____________________________。
②若阳极有28 g Fe溶解，则阴极析出的气体在标准状况下的体积为________L。

如下图所示，用铅蓄电池电解100 g 10.0%的硫酸钠溶液，经过一段时间后，测得溶液质量变为95.5 g。下列说法正确的是（  ）

A．电路中转移0.25 mol电子

B．铅蓄电池中消耗0.5 mol H2SO4

C．铅蓄电池的负极反应式为：PbSO4＋2H2O－2e^－=PbO2＋4H^＋＋SO

D．Fe电极发生的电极反应为Fe－2e^－=Fe^2^＋

煤直接燃烧的能量利用率较低，为提高其利用率，工业上将煤气化(转变成CO和H₂)后再合成乙醇、二甲醚等多种能源。
(1)如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流  量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。该电池的负极反应式为______________________。

(2)煤气化所得气体可用于工业合成二甲醚，其反应如下：
2CO(g)＋4H₂(g)CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)。
同时发生副反应：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)。
在温度为250 ℃、压强为3.0 MPa时，某工厂按投料比V(H₂)∶V(CO) ＝a进行生产，平衡时反应体系中各组分的体积分数如下表：

物质	H2	CO	CO2	(CH3)2O	CH3OH(g)	H2O(g)
体积分数	0.54	0.045	0.18	0.18	0.015	0.03

 
①投料比a＝________；
②250℃时反应CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)的平衡常数K＝________。

电子工业常用30%的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。某工程师为了从废液中回收铜,重新获得FeCl₃溶液,设计了下列实验步骤:

写出一个能证明还原性Fe比Cu强的离子方程式:                  。
该反应在上图步骤   中发生。请根据上述反应设计一个原电池,在方框中画出简易装置图(标出电极名称、电极材料、电解质溶液)。

上述过程回收的铜是粗铜,为了获得更纯的铜必须进行电解精炼。写出电解精炼时阳极材料及主要的电极反应式                 。

Ⅰ.利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。用乙烯作为还原剂将氮的氧化物还原为N₂是燃煤烟气的一种脱硝(除NO_x)技术。其脱硝机理如图所示。写出该脱硝过程中乙烯和NO₂反应的化学方程式                    。

Ⅱ.(1)如图是1 mol NO₂(g)和1 mol CO(g)反应生成CO₂和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E₁的变化是   (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是    。

(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是①CH₃OH(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+3H₂(g)ΔH="+49.0" kJ·mol^-1;
②CH₃OH(g)+O₂(g)=CO₂(g)+2H₂(g)ΔH="-192.9" kJ·mol^-1。
又知③H₂O(g)=H₂O(l) ΔH="-44" kJ·mol^-1。
则甲醇蒸气完全燃烧生成液态水的热化学方程式为                    。
写出甲醇质子交换膜燃料电池在酸性条件下的负极反应式:                     。

第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。
(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属(以M表示)为负极，碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图，其总反应式为：H₂+2NiOOH2Ni(OH)₂

根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH        (填“增大”、“减小”或“不变”)，该电极的电极反应式为              。
(2)Cu₂O是一种半导体材料，可通过如图的电解装置制取，电解总反应为：2Cu＋H₂OCu₂O+H₂↑

阴极的电极反应式是                 。
用镍氢电池作为电源进行电解，当蓄电池中有1 mol H₂被消耗时，Cu₂O的理论产量为 g。
(3)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的        腐蚀。为防止这种腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的    (填“正”或“负”)极相连。

化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。
Ⅰ.氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验(图中所用电极均为惰性电极)：

(1)对于氢氧燃料电池，下列表达不正确的是        。

A．a电极是负极，OH^-移向负极

B．b电极的电极反应为：O2+2H2O+4e^-=4OH^-

C．电池总反应式为：2H2+O22H2O

D．电解质溶液的pH保持不变

E.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
(2)上图装置中盛有100 mL 0.1 mol·L^-1 AgNO₃溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112 mL(标准状况下)时，此时图中装置中溶液的pH=           (溶液体积变化忽略不计)。
Ⅱ.已知甲醇的燃烧热ΔH为-726.5 kJ·mol^-1，在直接以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为                       ，正极的反应式为                              。
理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 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)。

电化学原理在工业生产中有着重要的作用，请利用所学知识回答有关问题。
（1）用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义，将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。如图，是电解产生多硫化物的实验装置：

①已知阳极的反应为（x＋1）S^2－=S_x＋S^2－＋2xe^－，则阴极的电极反应式是________________________________________________________________________。
当反应转移x mol电子时，产生的气体体积为____________（标准状况下）。
②将Na₂S·9H₂O溶于水中配制硫化物溶液时，通常是在氮气气氛下溶解。其原因是（用离子反应方程式表示）：___________________________________________________。
（2）MnO₂是一种重要的无机功能材料，制备MnO₂的方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO₄溶液，阳极的电极反应式为______________________。现以铅蓄电池为电源电解酸化的MnSO₄溶液，如图所示，铅蓄电池的总反应方程式为_______________________________________________，当蓄电池中有4 mol H^＋被消耗时，则电路中通过的电子的物质的量为________，MnO₂的理论产量为________g。

（3）用图电解装置可制得具有净水作用的FeO₄^2-。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐生成FeO₄^2-。

①电解过程中，X极区溶液的pH________（填“增大”“减小”或“不变”）。
②电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe－6e^－＋8OH^－=FeO₄^2-＋4H₂O和________________________________________________________________________，
若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体（均已折算为标准状况时气体体积），则Y电极（铁电极）质量减少________g。