高中化学验证原电池的效果填空题

Zn-MnO₂干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液。

（1）该电池的负极材料是          电池工作时，电子从Zn极流向          填（“正极”或“负极”）。
（2）若ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液中含有杂质Cu²⁺，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是                            。
欲除去Cu²⁺，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溶液制取，则MnO₂在             极产生。阴极的电极反应式是                。若电解电路中通过2mol电子，MnO₂的理论产量为       g。（MnO₂的摩尔质量为：87g/mol）

某化学兴趣小组用下图所示装置进行电化学原理的实验探究，试回答下列问题：

（1）通O₂的Pt电极为电池              极（填电极名称），其电极方程式为              。
（2）若B电池为电镀池，目的是在某镀件上镀一层银，则X电极材料为         ，电解质溶液为          。
（3）若B电池为精炼铜，且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，则该电池阳极泥的主要成分是        。
（4）若B电池的电解质溶液为500 mL 1.0mol/L的NaCl溶液，X、Y皆为惰性电极，当电池工作一段时间断开电源K，Y电极有560mL（标准状况）无色气体生成（假设电极产生气体完全溢出，溶液体积不变），此时B电池溶液的pH=         ，要使该溶液恢复到原来的状态，需加入         （填物质并注明物质的量）。
（5）若X、Y均是铜，电解质溶液为NaOH溶液，电池工作一段时间，X极附近生成砖红色沉淀，查阅资料得知是Cu₂O，试写出该电极发生的电极反应式为               。

近年以来，我国多地频现种种极端天气，二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫是导致极端天气的重要因素．
（1）活性炭可用于处理大气污染物NO，在1L恒容密闭容器中加入0.100mol NO和2.030mol固体活性炭（无杂质），生成气体E和气体F．当温度分别在T₁℃和T₂℃时，测得平衡时各物质的物质的量如下表：

①请结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式                  ．
②上述反应的平衡常数表达式K=              ，根据上述信息判断，T₁和T₂的关系是            ．
A．T₁＞T₂       B．T₁＜T₂       C．无法比较
③在T₁℃下反应达到平衡后，下列措施能改变NO的转化率的是           ．
a．增大c（NO）   b．增大压强    c．升高温度   d．移去部分F
（2）碘循环工艺不仅能吸收SO₂降低环境污染，同时又能制得H₂，具体流程如图1所示：

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）开发新能源是解决大气污染的有效途径之一．直接甲醇燃料电池（简称DMFC）由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注．DMFC工作原理如图2所示．
通过a气体的电极是原电池的            极（填“正”或“负”），b电极反应式为               ．

（10分，每空2分）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池，已知H₂(g)、CO(g)、CH₃OH(l)的燃烧热ΔH分别为-285.8 kJ·mol^-1、-283.0 kJ·mol^-1、-726.5 kJ·mol^-1。请回答下列问题：
（1）用太阳能分解180 g水消耗的能量是             kJ。
（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为                  ；
（3）在容积为2L的密闭容器中，由CO₂和H₂合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T₁、T₂均大于300℃)：

下列说法正确的是             (填序号)
①温度为T₁时，从反应开始到平衡，甲醇的平均速率为v(CH₃OH)=mol·L^－1·min^－1
②该反应在T₁时的平衡常数比T₂时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T₁变到T₂，达到平衡时增大
（4）在T₁温度时(甲醇为气态)，将lmol CO₂和3mol H₂充入一密闭恒容容器中充分反应达到平衡后，若CO₂的转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为               ；
（5）在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为                。

[理论综合]运用化学反应原理研究物质的性质具有重要意义。请回答下列问题：
（1）氨气可以构成燃料电池，其电池反应原理为4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O。则电解质溶液为KOH，则负极反应式为______________________________。
（2）25℃时．将amol•L^-1的氨水与0.1mol•L^-1的盐酸等体积混合．
①当溶液中离子浓度关系满足c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）时．则反应的情况可能为__________。
a．盐酸不足．氨水剩余    b．氨水与盐酸恰好完全反应    c．盐酸过量
②当溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）时．用含含a的代数式表示NH₃•H₂O的电离常数K_b=____________。
（3）向BaCl₂溶液中通CO₂不会出现沉淀，请根据溶液里存在的平衡原理解释其原因___________，某同学根据相同的理由认为向BaCl₂溶液中通入SO₂也不会出现沉淀，但在实验验证中发现了异常情况，将SO₂通入BaCl₂溶液中开始并无沉淀，放置一段时间出现了白色沉淀，则产生该沉淀的离子反应方程式为___________。
（4）室温下，把SiO₂细粉放入蒸馏水中，不断搅拌，能形成H₄SiO₄溶液，反应原理如下：
SiO₂（s）+2H₂O（l）H₄SiO₄（aq）  △H
①写出该反应的化学平衡常数K的表达式：________________。
②通常情况下，改变压强对气体会产生较大影响，对固体和液体影响很小，实际上，在地球的深处，由于压强很大，固体、液体受到的压强影响不能忽略。一定温度下，在10000m以下的地球深处，上述反应进行的方向是_________________________（填“正方向”、“不移动”或“逆方向”）。请根据平衡常数表达式解释其原因_____________________________。

(10分)如图所示是某化学兴趣小组设计的趣味实验装置图,图中A、D均为碳棒，B铝棒,C为铁棒，所用甲、乙容器中的溶液事前均采取了煮沸处理。B在实验时才插入溶液中。

（1）从装置的特点判断，甲、乙装置中            是原电池，其负极的电极反应式为：                ；
（2）实验开始后，（乙）装置中有关电极反应是：C：                    ；D：                   ，D电极上的现象是              ，一段时间后溶液中的现象是                 ；
（3）在实验（2）的基础上，改变两装置电极的连接方式，A接D、B接C，此时D极上发生的电极反应式为：                   ，乙装置里除两电极上有明显的现象外，还可以看到的现象是                   ，产生该现象的化学反应方程式是                        。

进入秋冬季节后，郑州市频现雾霾天气，给人们的出行带来极大的不便和危害，人们“谈霾色变”。目前郑州市汽车保有量达230万量，汽车尾气的污染是引起雾霾的主要因素之一，NO和CO是汽车尾气的主要污染物。
（1）一定条件下，NO₂与SO₂反应生成SO₃和NO两种气体：NO₂(g)+SO₂(g) SO₃(g)+NO(g)将体积比为1∶2的NO₂、SO₂气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是
a．体系压强保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO₃和NO的体积比保持不变
d．每消耗1molSO₂的同时生成1molNO
（2）某科研机构设计传感器检测CO的含量，其工作原理示意图如下：

Pt电极上发生的是             反应（填“氧化”或“还原”）；写出NiO电极的电极反应式         
（3）在汽车尾气系统中安装催化转化器可减少CO和NO的污染，用化学方程式表示其原理             

Ⅰ．下面的虚线框中每一列、每一行相当于周期表的每一族和每一周期，但它的列数和行数都多于元素周期表。

I．请在下面的虚线框中用实线画出周期表第一至第六周期的轮廓，并画出金属与非金
属的分界线。（要求：左上角的第一个格是第一周期第IA族元素）
II．X、Y、Z、M、N为短周期的五种主族元素，其中X、Z同主族，Y、Z同周期，M与X，Y既不同族，也不同周期。X原子最外层电子数是核外电子层数的三倍，Y的最高化合价与其最低化合价的代数和等于6。N是短周期主族元素中原子半径最大的非金属元素。
（1）请写出下列元素的元素符号：X____________，Y____________，M____________。
（2）请写出N元素在周期表中的位置              周期、              主族；与N同族的短周期元素L，其最高价氧化物的电子式为                    ；N的最高价氧化物与NaOH溶液反应离子方程式：                        。
（3）Y与Z的最高价氧化物的水化物的酸性强弱                 （用化学式表示）Y与Z相比，非金属性较强的元素是________________，可以证明该结论的实验是（用化学方程式表示）                 。
（4）L和M 按1:4的原子个数组成的化合物甲与 X的常见气态单质乙以及NaOH溶液构成原电池，如图，试分析：

①闭合K，写出左侧A电极的反应式                  
②闭合K，当A电极消耗1．6g化合物甲时（假设过程中无任何损失），则右侧装置中电极上放出的气体在标准状况下的体积为                       升

（一）已知水的电离平衡曲线如图所示，试回答下列问题：

（1）E对应的温度下，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与H₂SO₄溶液的体积比为_______            _
（2）B对应温度下，将pH＝11的苛性钠溶液V₁ L与pH＝1的稀硫酸V₂ L混合（设混合后溶液的体积与原两溶液体积之和），所得混合溶液的pH＝2，则V₁∶V₂＝___________________
（二）膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N₂O₅，装置图如下。

（1）A装置是________________，B装置是____________（填“原电池”或“电解池”）。
（2）N₂O₅在电解池的______________（填“c极”或“d极”）区生成，其电极反应式为__________________
（3）A装置中通入SO₂一极的电极反应式为              
（4）若A装置中通入SO₂的速率为2．24 L·min^－1（标准状况），为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则左侧水的流入速率应为_______________mL·min^－1。

W、X、Y、Z分别为H、C、N、O元素。
（1）由XW₄、Z₂和KOH溶液组成的新型燃料电池中，负极上发生反应的电极反应式为_____________
（2）已知：2YZ₂（g）  Y₂Z₄（g）  ΔH＜0。在恒温恒容条件下，将一定量YZ₂和Y₂Z₄的混合气体通入容积为2 L的密闭容器中，反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如下图所示。

①a、b、c、d四个点中，化学反应处于平衡状态的是点___________________。
②25 min时，增加了______________（填物质的化学式）___________________mol。
③a、b、c、d四个点所表示的反应体系中，气体颜色由深到浅的顺序是_________________（填字母）。

燃煤能排放大量的CO、CO₂、SO₂，PM_2．5（可入肺颗粒物）污染也跟冬季燃煤密切相关。SO₂、CO、CO₂也是对环境影响较大的气体，对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
（1）如图所示，利用电化学原理将SO₂转化为重要化工原料C

若A为SO₂，B为O₂，则负极的电极反应式为：________________________；
（2）有一种用CO₂生产甲醇燃料的方法：CO₂＋3H₂CH₃OH＋H₂O
已知：CO₂（g）＋3H₂（g）CH₃OH（g）＋H₂O（g）△H＝－a kJ·mol^－1；
2H₂（g）＋O₂（g）＝2H₂O（g）△H＝－b kJ·mol^－1；
H₂O（g）＝H₂O（l）△H＝－c kJ·mol^－1；
CH₃OH（g）＝CH₃OH（l）△H＝－d kJ·mol^－1，
则表示CH₃OH（l）燃烧热的热化学方程式为：____________________________；
（3）光气 （COCl₂）是一种重要的化工原料，用于农药、医药、聚酯类材料的生产，工业上通过Cl₂（g）＋CO（g）COCl₂（g）制备。左图为此反应的反应速率随温度变化的曲线，右图为某次模拟实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题：

① 0~6 min内，反应的平均速率v（Cl₂）＝               ；
② 若保持温度不变，在第7 min 向体系中加入这三种物质各2 mol，则平衡           移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）；
③ 若将初始投料浓度变为c（Cl₂）＝0．7 mol/L、c（CO）＝0．5 mol/L、c（COCl₂）＝             mol/L，保持反  应温度不变，则最终达到化学平衡时，Cl₂的体积分数与上述第6 min时Cl₂的体积分数相同；
④ 随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是            ；（填“增大”、“减小”或“不变”）
⑤比较第8 min反应温度T（8）与第15 min反应温度T（15）的高低：T（8）______________T（15）（填“<”、“>”或“＝”）。

（1）下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是                。
A．C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H>0
B．NaOH（aq）+HC1（aq）=NaC1（aq）+H₂O（1）△H<0
C．2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（1）△H<0
（2）以H₂SO₄溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应式为                。

某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理(Cu元素的相对原子质量为64)。按照实验步骤依次回答下列问题：

（1）导线中电子流向为____________(用a、b表示)。
（2）若装置中铜电极的质量增加0.64 g，则导线中转移的电子数目为________ (用“N_A”表示) ；
（3）装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加KCl的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的K^＋、Cl^－的移动方向的表述正确的是________。

A．盐桥中的K^＋向左侧烧杯移动、Cl^－向右侧烧杯移动

B．盐桥中的K^＋向右侧烧杯移动、Cl^－向左侧烧杯移动

C．盐桥中的K^＋、Cl^－都向左侧烧杯移动

D．盐桥中的K^＋、Cl^－几乎都不移动

（4）若将反应2Fe^3＋＋Cu===Cu^2＋＋2Fe^2＋设计成原电池，写出电极反应式。
正极反应_____________；
（5）下列是用化学方程式表示的化学变化，请在每小题后的横线上注明能量的转化形式。
①电池总反应：Zn＋Ag₂O＋H₂O===Zn(OH)₂＋2Ag：__________。
②2C₂H₂＋5O₂4CO₂＋2H₂O：_____________。
③6H₂O＋6CO₂ C₆H₁₂O₆(葡萄糖)＋6O₂：__________。

(12分)某反应中反应物与生成物有：FeCl₂、FeCl₃、CuCl₂、Cu。
 
（1）将上述反应设计成原电池如图甲所示，请回答下列问题：
①图中X溶液的溶质是____（填化学式），Cu电极上发生的电极反应方程式为           。
②原电池工作时，盐桥中的_____________ (填“K^＋”或“Cl^－”)不断进入X溶液中。
（2）将上述反应设计成电解池如图乙所示，乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量关系如图丙，请回答下列问题：
①M是直流电源的__________极；图丙中的②线是_________的物质的量的变化。
②当电子转移为2mol时，向乙烧杯中加入________ L5mol·L^－1NaOH溶液，才能使溶液中所有的金属阳离子沉淀完全。
（3）铁的重要化合物高铁酸钠(Na₂FeO₄)是一种新型饮用水消毒剂，具有很多优点。
①高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为Fe＋2NaOH＋2H₂ONa₂FeO₄＋3H₂↑，则电解时阳极的电极反应方程式为__________________________________。
②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化Fe(OH)₃生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为___________________________________。

用NH₃催化还原N_xO_y可以消除氮氧化物的污染。
已知：反应I： 4NH₃（g）+6NO（g）  5N₂（g）＋6H₂O（l）  △H₁
反应II： 2NO（g）+O₂（g） 2NO₂（g）           △H₂（且|△H₁| ＝2|△H₂|）
反应III：4NH₃（g）+6NO₂（g） 5N₂（g）＋3O₂（g）＋6H₂O（l）   △H₃
反应I和反应II在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表

温度/K	反应I	反应II	已知：
298	K1	K2
398	K1′	K2′

（1）△H_{3 =}              （用△H_1、△H₂ 的代数式表示）;推测反应III是    反应（填“吸热”或“放热”）
（2）相同条件下,反应I在2L密闭容器内,选用不同的催化剂，反应产生N₂的量随时间变化如图所示。

①计算0～4分钟在A催化剂作用下，反应速率v（NO）=         。
②下列说法不正确的是       。
A．单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡
B．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡
C．该反应的活化能大小顺序是：E_a（A）>E_a（B）>E_a（C）
D．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数
（3）一定条件下，反应II达到平衡时体系中n（NO）∶n（O₂）∶n（NO₂）＝2∶1∶2。恒温恒压时，在其它条件不变时，再充入NO₂气体， NO₂体积分数      （填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）电化学气敏传感器可用于监测环境中NH₃的含量，其工作原理示意图如下，溶液中OH^-向电极      移动（填a或b），负极的电极反应式为         。