高中化学验证原电池的效果填空题

化学能与电能之间的相互转化与人类的生活实际密切相关，在生产、生活中有重要的应用，同时也是学生形成化学学科素养的重要组成部分。
（1）熔融状态下，钠的单质和氯化亚铁能组成可充电电池，如图9－8工作原理示意图，反应原理为2Na＋FeCl₂Fe＋2NaCl，该电池放电时，正极反应式为________________________________________________________________________；
充电时，____________（写物质名称）电极接电源的负极；该电池的电解质为________。

（2）某同学用铜片、石墨作电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，工作原理示意图如图所示，一段时间停止通电取出电极。若在电解后的溶液中加入0.98 g氢氧化铜粉末恰好完全溶解，经测定所得溶液与电解前完全相同。请回答下列问题：

①Y电极材料是________，发生________（填“氧化”或“还原”）反应。
②电解过程中X电极上发生的电极反应式是_______________________________________________________________________。
③如在电解后的溶液中加入足量的小苏打，充分反应后产生气体在标准状况下所占的体积是__________。

（1）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）₂该电池反应的化学方程式是________。
（2）化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化学法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO的原理如图所示。

①电源正极为__________（填A或B），阴极反应式为________________________。
②若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差（Δm_左－Δm_右）为__________克。
（3）能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl₂是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO₄（aq），FeSO₄（aq），CuSO₄（aq）；铜片，铁片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图（见图），并作相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。

②以铜片为电极之一，CuSO₄（aq）为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极__________。
③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是_________________________________________________________________。
④根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在所给的材料中应选__________作阳极。

氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：
（1）氮元素原子的L层电子数为________；
（2）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N₂O₄反应生成N₂和水蒸气。
已知：①N₂（g）＋2O₂（g）=N₂O₄（l）　
ΔH₁＝－19.5 kJ·mol^－1
②N₂H₄（l）＋O₂（g）=N₂（g）＋2H₂O（g）　
ΔH₂＝－534.2 kJ·mol^－1
写出肼和N₂O₄反应的热化学方程式________________________；
（3）已知H₂O（l）=H₂O（g）　ΔH₃＝＋44 kJ·mol^－1，则表示肼燃烧热的热化学方程式为________________________。
（4）肼—空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为________________________。

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。

　　　　    　甲池　　　　　　乙池　　　　　　丙池
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

该同学利用制得的CuSO₄溶液及如图所示装置，进行以下实验探究。

图一　　          　　　　　　　　　　图二
(1)图一是根据反应Zn＋CuSO₄=Cu＋ZnSO₄设计成的锌铜原电池。Cu极的电极反应式是_____________________________________________________，
盐桥中是含有琼胶的KCl饱和溶液，电池工作时K^＋向________(填“甲”或“乙”)池移动。
(2)图二中，Ⅰ是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则b处通入的是________(填“CH₄”或“O₂”)，a处电极上发生的电极反应是_____________________________________________；
当铜电极的质量减轻3.2 g时，消耗的CH₄在标准状况下的体积为________L。

电浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如图所示。下列说法不正确的是

A．铁电极的电极反应式为：

B．通人空气的石墨电极的电极反应式为

C．若左池石墨电极产生44. 8L（标准状况）气体，则消耗氧气0. 5mol

D．为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量工业用食盐

根据可逆反应：＋2I^－＋2H^＋＋I₂＋H₂O，设计如下图所示实验装置。B烧杯中装有Na₃AsO₄和Na₃AsO₃溶液，A烧杯中装有I₂和KI溶液。两烧杯中用一倒置的装有饱和KI溶液的U型管相连，该装置称为盐桥，其作用是避免两烧杯中的溶液相混合，又能使两烧杯中的溶液因相连通而导电。C₁、C₂棒为惰性电极。进行如下操作：

①向A溶液中逐滴加入浓HCl，发现电流计指针发生偏转；
②若改向B溶液中滴加40%的 NaOH溶液，发现电流计指针向相反方向偏转。
试回答以下问题：
（1）两次操作中，可以观察到电流计指针偏转方向相反，为什么？试用化学平衡原理解释之                                                                          ；
（2）操作①过程中，C₁棒上发生的电极反应式为：                                ，操作②过程中C₂棒上发生的电极反应式为：                                。

北京时间2013年12月2日凌晨1时30分，我国的“嫦娥三号”月球探测器在西昌卫星发射中心发射升空,发射“嫦娥三号”月球探测器的火箭推进器中装有还原剂肼(N₂H₄)和氧化剂N₂O₄，当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4 mol气态肼和足量N₂O₄气体反应生成氮气和水蒸气时放出219.3 kJ的热量。
（1）写出肼和N₂O₄反应的热化学方程式：                                             ；
（2）已知H₂O(l)＝H₂O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol^－1，则16 g气态肼与足量N₂O₄气体反应生成氮气和液态水时，放出的热量是                        ；
（3）肼除应用于火箭燃料外，还可作为燃料电池的燃料，由肼和空气构成的碱性燃料电池的负极反应式为：                                 ，正极反应式为：                                  ；
（4）向次氯酸钠溶液中通入一定物质的量的氨气可生成肼，写出反应的离子方程式：                。

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的电解实验，如图所示。

回答下列问题：
（1）甲烷燃料电池正极的电极反应式为 　 　   　　　　 　　、负极的电极反应式为 　                　　。
（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　　　　　 ，电解氯化钠溶液的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　        ；若电解一段时间后，石墨棒上产生标准状况下的Cl₂ 224 mL，电解后的溶液总体积为200 mL，则溶液的pH =      。
（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×l0⁴C· mol^-1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为　　 　　L (标准状况)。

氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。
下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：

（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是　　　　　　，在导线中电子流动方向为        　　　　　（用a、b 表示）。
（2）负极反应式为　　　　　　　　。
（3）电极表面镀铂粉的原因为　　　　　                      。
（4）该电池工作时，H₂和O₂连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li+H₂2LiH
Ⅱ.LiH+H₂O=LiOH+H₂↑
①反应Ⅰ中的还原剂是　　　　　，反应Ⅱ中的氧化剂是　　　　　。
②由LiH与H₂O作用，放出的224L（标准状况）H₂用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为　　　    　mol。

能源问题是当前人类社会面临的一项重大课题，H₂、CO、CH₃OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为285.8 kJ/mol、282.5 kJ/mol、726.7 kJ/mol。请回答：
(1)已知CO和H₂在一定条件下可以合成甲醇：CO+2H₂=CH₃OH。则H₂与CO反应生成CH₃OH的热化学方程式为：                                       。
(2)如图为某种燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。

①使用时，空气从      口通入(填“A”或“B”)；
②假设使用的“燃料”是甲醇，a极的电极反应式为：                     ________________
③假设使用的“燃料”是水煤气(成分为CO、H₂)用这种电池电镀铜，待镀金属增重6.4 g，则至少消耗标准状况下水煤气的体积为     。

依据氧化还原反应：2Ag⁺(aq)+Cu(s)=Cu²⁺(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：

（1）电极X的材料是          (化学式)；电解质溶液Y是                   ；
（2）银电极为电池的          极，发生的电极反应为                      ；X电极上发生的电极反应为              ；
（3）外电路中的电子是从     电极流向      电极。

请用适当的化学用语填空。
（1）Na₂CO₃水解的离子方程式：                               ；
（2）H₂S电离方程式：                                        ；
（3）AlCl₃水解的离子方程式：                                 ；
（4）在25℃、101 kPa下，l g甲烷完全燃烧生成CO₂和液态水时放热55．6 kJ热量，写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式：                               ；
（5）碱性氢氧燃料电池的两极电极方程式
负极：                               ；
正极：                               。
（6）写出NaHCO₃溶液中的离子浓度关系
c(H⁺)+c(Na⁺)=                               ；
c(Na⁺)=                               。

为减小和消除过量CO₂对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO₂创新利用的研究。
（1）最近有科学家提出“绿色自由”构想：先把空气吹入饱和碳酸钾溶液，然后再把CO₂从溶液中提取出，并使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下：

写出分解池中反应的化学方程式        。在合成塔中，当有4.4 kg CO₂与足量H₂
完全反应，可放出热量4947 kJ，写出合成塔中反应的热化学方程式           。   
（2）以CO₂为碳还可以制备乙醇，反应如下：
2CO₂(g) + 6H₂(g)= CH₃CH₂OH(g) + 3H₂O(g) △H=－173.6kJ/mol
写出由CH₃OH(g)合成CH₃CH₂OH(g)的反应的热化学方程式        。
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置。

①该电池正极的电极反应为     。
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为       。当电子转移     mol时，参加反应的氧气的体积是6.72L（标准状况下）。
（4）以甲醇为燃料还可制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂，负极通入甲醇，用熔融金属氧化物MO作电解质（可传导O^2－）。该电池负极发生的电极反应是     ；放电时，O^2－移向电池的   （填“正”或“负”）极。

（1）如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：

①电池的负极是    （填“a”或“b” ）极，该极的电极反应式是                             。
② 电池工作一段时间后电解质溶液的pH      （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）利用甲烷燃料电池及下图所示的装置完成电解饱和食盐水的实验，要求测定产生的氢气的体积，并检验氯气的氧化性。

①设计上述实验装置时，各接口的正确连接顺序为：     接     、      接 A 、 B 接      、      接        。
②实验中，在盛有 KI 淀粉溶液的容器中发生反应的离子方程式为                。
③已知饱和食盐水50mL，某时刻测得 H₂体积为56mL （标准状况），此时溶液 pH 约为