高中化学验证原电池的效果填空题

（1）已知N≡N、N—H、H—H的键能分别为946kJ·mol^-1、390.8kJ·mol^-1、436.0kJ·mol^-1。试根据盖斯定律，写出合成氨反应的热化学方程式            。
（2）在通常状况下，足量氢氧化钠的稀溶液与含溶质为1mol的稀硫酸完全反应时放出akJ的热量，写出该反应中和热的热化学方程式____________。
（3）以镁和铝为电极，以NaOH作电解质溶液，构成原电池时，铝做          极，电极反应式为                      ；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_____________。

（1）有人研究证明：使用氯气作自来水消毒剂，氯气会与水中有机物反应，生成如CHCl₃等物质，这些物质可能是潜在的致癌致畸物质。目前人们已研发多种饮用水的新型消毒剂。下列物质不能作自来水消毒剂的是         （填序号）。

A．明矾	B．二氧化氯
C．臭氧	D．高铁酸钠(Na2FeO4)

（2）高铁（VI）酸盐是新一代水处理剂。其制备方法有：次氯酸盐氧化法（湿法）和高温过氧化物氧化法（干法）等。湿法是在碱性溶液中用次氯酸盐氧化铁（III）盐，写出该法的离子方程式：                                                     。
（3）用高铁（VI）酸盐设计的高铁（VI）电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，放电时的总反应：3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O→3Zn(OH)₂+2Fe(OH)₃+4KOH
①写出正极发生的电极反应式：                                         。
②用高铁（VI）电池作电源，以Fe作阳极，以Cu作阴极，对足量KOH溶液进行电解，当有0.1molK₂FeO₄反应时，在电解池中生成H₂          L（标准状况），同时生成Fe(OH)₃=       mol。
③下表列出了某厂排放的含锌废水中的含量及国家环保标准值的有关数据：

	含锌废水水质	经处理后的水国家环保标准值
Zn^2^＋浓度/(mg·L^－1)	≤800	≤3.9
pH	1～5	6～9

经处理后的废水pH＝8，此时废水中Zn^2＋的浓度为    mg/L（常温下，Ksp[Zn(OH)₂]＝1.2×10^17），    （填“符合”或“不符合”）国家环保标准。

现有如下两个反应:
A、NaOH + HCl =" NaCl" + H₂O
B、2FeCl₃+Cu =2FeCl₂+CuCl₂
（1）根据两反应本质, 判断能否设计成原电池：A、_________，B、__________（选择“能”或“不能”）；
（2）如果不能,说明其原因___________________________________________；
（3）如果可以,则写出正、负极材料及其电极反应式, 电解质溶液：
负极材料________，电极反应式_______________，电解质溶液____________；
正极材料________，电极反应式_______________。

某实验小组的同学对电化学原理进行了一系列探究活动
（1）如图为某实验小组依据氧化还原反应：（用离子方程式表示）                      设计的原电池装置，反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差18g，则导线中通过    mol电子。

（2）用胶头滴管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式                 ，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红；继续滴加过量新制饱和氯水，红色褪去，假设之一是“溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态”。如果+3价铁被氧化为FeO₄^2-，试写出该反应的离子方程式                            。
（3）如图其它条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示，石墨（1）为    极（填“正”、“负”、“阴”或 “阳”）。在甲装置中滴加几滴酚酞试液，振荡均匀，一段时间后，在甲装置中观察到     电极（填“铁”或“铜”）附近溶液先变红，该电极的反应式为                 。

（1）已知反应Ⅰ：4NH₃(g)+3O₂(g)==2N₂(g)+6H₂O(g)   △H=－1266.8kJ/mol
反应Ⅱ：N₂(g) + O₂(g)="=" 2NO(g)    △=＋180.5kJ/mol
它们的平衡常数依次为K₁、K₂
①写出氨高温催化氧化生成NO的热化学方程式                                ，该反应的化学平衡常数的表达式K=           (用含K₁、K₂的代数式表示)。
②反应Ⅰ可设计成燃料电池，若该电池以KOH溶液作电解质溶液，则负极的电极反应式为：                       。该电池使用过程中，正极附近溶液的pH将    （填“升高”、“降低”或“不变”）。
（2）已知：N₂(g) +3H₂(g) 2NH₃(g)  △H=－92kJ/mol。
①为提高H₂的转化率，宜采取的措施有            （填字母）

A．及时移出氨	B．升高温度
C．使用催化剂	D．循环利用和不断补充N2

②在一定温度、压强下，将N₂和H₂按体积比1:3在密闭容器中混合，当反应达平衡时，测得平衡混合气体中NH₃的体积分数为25%，此时H₂的转化率为                。

铜在工农业生产中有着广泛的用途。
（1）配制CuSO₄溶液时需加入少量稀H₂SO₄，其原因是          （只写离子方程式）。
（2）某同学利用制得的CuSO₄溶液，进行以下实验探究。
①图甲是根据反应Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄设计成铁铜原电池，请图甲中的横线上完成标注。

②图乙中，I是甲烷燃料电池的示意图，该同学想在II中实现铁上镀铜，则应在a处通入       (填“CH₄”或“O₂”)，b处电极上发生的电极反应式为         ==4OH^-；
若把II中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.1molNaCl溶液400mL，当阳极产生的气体为448mL(标准状况下)时，溶液的pH=     （假设溶液体积变化忽略不计)。
（3）电池生产工业废水中常含有毒的Cu²⁺等重金属离子，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去[室温下Ksp(FeS)＝6.3×10^－18mol²·L^－2，Ksp(CuS)＝1.3×10^－36mol²·L^－2]。请结合离子方程式说明上述除杂的原理：当把FeS加入工业废水中后，直至FeS全部转化为CuS沉淀，从而除去溶液中Cu²⁺。

请你利用所学反应原理知识解决下列问题：
（1）若已知两个反应：①C(s)+2H₂(g)=CH₄(g)  ΔH₁=" a" kJ·mol^-1 ；
②C(s)+O₂(g)=CO(g) ΔH₂=" b" kJ·mol^-1 ；
则2CH₄(g)+O₂(g)=2CO(g)+4H₂(g) ΔH=              （用含a、b的式子表示）；
（2）碱性镁锰干电池是新开发的一种干电池，比普通锌锰干电池具有更加优越的性能，具有较大应用前景，其工作时总反应为：Mg+2MnO₂+H₂O=Mg(OH)₂+Mn₂O₃；则工作时，正极发生        反应(填反应类型)，写出负极的电极反应式：                        ；
（3）在一定温度下1 L的密闭容器放入足量草酸钙(固体所占体积忽略不计)发生反应：CaC₂O₄(s)CaO(s) +CO(g)+CO₂(g)，若前5 min 内生成CaO的质量为11.2 g ，则该段时间内v(CO)=；若某时刻达到平衡时c(CO₂)= c；t₀ 时刻，将容器体积缩小为原来的一半并固定不变，在t₁时刻再次达到平衡，请在下图中画出t₀以后此体系中CO₂的浓度随时间变化的图像；

（4）某温度下数据：草酸（H₂C₂O₄）的K₁=5.4×10^-2，K₂=5.4×10^-5；醋酸的K=1.75×10^-5；碳酸的 K₁=4.2×10^-7，K₂=4.5×10^-11；K_sp(CaC₂O₄) =5.0×10^-9；K_sp(CaCO₃) =2.5×10^-9
①用醋酸溶液鉴别CaC₂O₄和CaCO₃两种白色固体的实验现象是             ；
②向0.6 mol/L的Na₂CO₃溶液中加入足量 CaC₂O₄粉末后(忽略溶液体积变化)，充分搅拌，发生反应：CO₃^2-(aq) + CaC₂O₄(s) CaCO₃(s)+ C₂O₄^2-(aq)，静置后沉淀转化达到平衡，求此时溶液中的c(C₂O₄^2－)（不考虑其他诸如水解之类副反应，写出计算过程）。

如图是常见原电池装置，电流表G发生偏转：

（1）若两个电极分别是Zn、Cu,电解质溶液是稀硫酸，正极的电极反应式为___________________________；如果把电解质溶液换成硫酸铜溶液，则正极的电极反应式为_____________________________。
（2）若总反应是2FeCl₃＋Fe＝3FeCl₂，则可以做负极材料的是________，
负极上发生的电极反应是________________________。
（3）若电解质溶液是稀硫酸，Mg、Al两种金属做电极，则Mg电极的电极反应式为_____________；
若电解质溶液换作稀氢氧化钠溶液，Mg、Al两金属做电极，则Mg是____（填“正极”或“负极”），总反应的离子方程式是_______________________________。

(13分）U、W、X、Y、Z都是短周期元素，且原子序数依次增大。W的气态氢化物甲和W的最高价氧化物对应的水化物可以化合生成盐，U与X可形成常温下呈液态的分子乙，甲、乙均为常见的10 电子分子；Y元素原子的K层电子数与M层电子数相同；Z元素的单质是太阳能转换为电能的常用材料。请回答问题：
（1）Z元素在周期表中的位置                            。
（2）X、Y、Z三种元素的原子半径由小到大的顺序是               (用元素符号表示)。
（3）U与X形成的18电子化合物的电子式是                       。
（4）（3）中描述的化合物含有的化学键有            。
a.离子键           b.极性共价键         c.非极性共价键
（5）已知：① N₂(g)＋3H₂(g)＝2NH₃(g) ΔH＝－92.4kJ/mol
②2H₂(g)＋O₂(g)＝2H₂O(g) ΔH＝－483.6kJ/mol
试写出氨气完全燃烧生成气态水和氮气的热化学方程式                             。
（6）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以U₂、W₂为电极反应物，以HCl—NH₄Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池，试写出该电池的正极电极反应式：            ；溶液中H⁺移向      （填“正”或“负”）极。

10分）下图是一个化学过程的示意图

回答下列问题：
（1）甲池是          装置，电极A的名称是              。
（2）甲装置中通入CH₄的电极反应式为              ，
乙装置中B(Ag)的电极反应式为                               ，
丙装置中D极的产物是                           （写化学式），
（3）一段时间，当丙池中产生112mL（标准状况下）气体，若要使丙池恢复电解前的状态，
应向丙池中                （写化学式）。

某蓄电池反应为NiO₂＋Fe＋2H₂OFe(OH)₂＋Ni(OH)₂
（1）该蓄电池充电时，发生还原反应的物质是       （填下列字母），放电时生成Fe(OH)₂的质量18 g，则外电路中转移的电子数是             。

A．NiO2

B．Fe

C．Fe(OH)2

D．Ni(OH)2

（2）为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生电化学腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与该蓄电池这样的直流电源的      极（填“正”或“负”）相连。
（3）以该蓄电池做电源，用下图所示装置，在实验室模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是（用相关的电极反应式和离子方程式表示                                  。

（4）精炼铜时，粗铜应与直流电源的        极（填“正”或“负”）相连，精炼过程中，电解质溶液中c(Fe^2＋)、c(Zn^2＋)会逐渐增大而影响进一步电解，甲同学设计如下除杂方案：

已知各离子沉淀时的情况如下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2	Zn(OH)2
开始沉淀时的pH	2.3	7.5	5.6	6.2
完全沉淀时的pH	3.9	9.7	6.4	8.0

则加入H₂O₂的目的是                                                  ，
发生反应的离子方程式为         。乙同学认为应将方案中的pH调节到8，你认为此观点      （填“正确”或“不正确”），理由是                              。

如图甲、乙是电化学实验装置。

（1）若甲、乙两烧杯中均盛有饱和NaCl溶液。
①甲中碳棒上的电极反应式为_________            ________；
②乙中碳棒上的电极反应式为                ；乙中总反应的离子方程式为_________        _；
③将湿润的淀粉－KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl₂氧化了生成的I₂。若反应中Cl₂和I₂的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为：______________。
（2）若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO₄溶液。
①甲中铁棒上的电极反应式为__________________________________________；
②如果起始时乙中盛有200 mL pH＝5的CuSO₄溶液(25℃)，一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入____  ___(填写物质的化学式)___ _____g（电解前后溶液的体积不变）。

（共14分）锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO₄溶于混合有机溶剂中，Li⁺通过电解质迁移入MnO₂晶格中，生成LiMnO₂。回答下列问题：

（1）a电极为__________极（填“正”或“负”）。
（2）电池正极反应式为_______________________。
（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶_______（填“是”或“否”），原因是_________________。
（4）MnO₂与双氧水混合化学方程式为          ；MnO₂的作用是              。
（5）MnO₂可与KOH和KClO₃在高温条件下反应，生成K₂MnO₄，反应的化学方程式为________________，K₂MnO₄在酸性溶液中歧化，生成KMnO₄和MnO₂的物质的量之比为___________。

燃煤和汽车尾气是造成空气污染产生雾霾的原因之一。消除汽车尾气是减少城市空气污染的热点研究课题。
（1）已知：①N₂(g)＋O₂(g)＝2NO(g) △H＝＋180.5kJ·mol－1
②CO(g)＋1/2 O₂(g)＝CO₂ (g) △H＝－283kJ·mol－1
则汽车尾气中NO和CO在催化转化器中相互反应成无污染的气体的热化学方程式是_______________。
（2）在密闭容器中发生该反应时，c(CO₂)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。

已知当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1＞S2，在上图中画出c(CO₂)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
（3）在一定温度下，将2.0mol NO、2.4mol气体CO通入到固定容积为2L的容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示：

①有害气体NO的转化率为__________，0~15min NO的平均速率v(NO)=__________mol/(L·min)。（保留两位有效数字）
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件可能是________（选填序号）。
a．缩小容器体积               b．增加CO的量    
c．降低温度                   d．扩大容器体积
③若保持反应体系的温度不变，20min时再向容器中充入NO、N₂各0.4mol，化学平衡将______移动（选填“向左”、“向右”或“不”），移动后在达到平衡时的平衡常数的值是_______（保留两位有效数字）。
（4）汽车尾气中的SO₂和过氧化氢可设计成酸性原电池，请写出它的正极反应的方程式__________。

回收利用印刷电路板上的铜制备铜的化合物，实现资源的再利用。
（1）回收利用印刷电路板上的铜制备CuCl₂。
实验室模拟回收过程如下：

已知部分物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表：

物质	开始沉淀	沉淀完全
Fe(OH)2	7.6	9.6
Fe(OH)3	2.7	3.7
Cu(OH)2	4.4	8.0

请回答下列问题：
①步骤III的操作名称是       。
②下列试剂中，可以作为试剂a的是       。
A．HNO₃溶液        B．Fe₂(SO₄)₃溶液         C．FeCl₃溶液
③若不加试剂b，直接加入试剂c调节溶液pH，是否可行？       （填“是”或“否”），理由是      。
（2）用H₂O₂和硫酸共同浸泡印刷电路板制备硫酸铜。
已知：2H₂O₂(l)=2H₂O (l) +O₂(g)             △H₁=－196kJ/mol
H₂O(l)=H₂(g) +1/2O₂(g)                    △H₂=＋286kJ/mol
Cu(s) +H₂SO₄(aq)=CuSO₄(aq) +H₂(g)         △H₃=＋64kJ/mol
则Cu(s) +H₂O₂(l) +H₂SO₄(aq) =CuSO₄(aq) +2H₂O(l)    △H =       。
（3）将反应Cu+H₂O₂+H₂SO₄=CuSO₄+2H₂O设计成原电池，其正极电极反应式是       。
（4）若用硝酸和硫酸共同浸泡印刷电路板制备硫酸铜，假设印刷电路板中其他成分不与酸反应，欲制取3mol纯净的硫酸铜，需要0.5 mol/L的硝酸溶液的体积是       L。