高中化学化学电源新型电池试题

碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。
（1）在一恒温、恒容密闭容器中发生反应： Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)₄(g)，H<0。利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99．9％的高纯镍。对该反应的说法正确的是     (填字母编号)。

A．增加Ni的量可提高CO的转化率，Ni的转化率降低

B．缩小容器容积，平衡右移，H减小

C．反应达到平衡后，充入CO再次达到平衡时，CO的体积分数降低

D．当4v[Ni(CO)4]=v(CO)时或容器中混合气体密度不变时，都可说明反应已达化学平衡状态

（2）CO与镍反应会造成镍催化剂中毒。为防止镍催化剂中毒，工业上常用SO₂将CO氧化，二氧化硫转化为单质硫。
已知：C(s)+O₂(g)=CO(g)  H=-Q₁ kJmol^-1
C(s)+ O₂(g)=CO₂(g)   H=-Q₂ kJmol^-1
S(s)+O₂(g)=SO₂(g)    H=-Q₃ kJmol^-1
则SO₂(g)+2CO(g)=S(s)+2CO₂(g)  H=          。
（3）金属氧化物可被一氧化碳还原生成金属单质和二氧化碳。图28（3）是四种金属氧化物（Cr₂O₃、SnO₂、PbO₂、Cu₂O)被一氧化碳还原时与温度（t）的关系曲线图。
700^oC时，其中最难被还原的金属氧化物是         (填化学式)，用一氧化碳还原该金属氧化物时，若反应方程式系数为最简整数比，该反应的平衡常数(K)数值等于             。

（4）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料电池，其原理如上图28（4）所示。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应式为              。
若该燃料电池使用一段时间后，共收集到20mol Y，则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为       L。

单质硅是很重要的工业产品。
（1）硅用于冶炼镁，也称硅热法炼镁。根据下列条件：
Mg（s）＋ 1/2O₂（g）＝ MgO（s）  △H₁＝－601．8 kJ/mol
Mg（s）＝ Mg（g）                △H₂＝+75 kJ/mol
Si（s） ＋ O₂（g） ＝ SiO₂（s）   △H₃＝ －859．4 kJ/mol
则2MgO（s）＋ Si（s）＝ SiO₂（s）＋ 2Mg（g）  △H ＝        
Mg-NiOOH水激活电池是鱼雷的常用电池，电池总反应是：Mg+2NiOOH+2H₂O=Mg(OH)₂+ 2Ni(OH)₂，写出电池正极的电极反应式                       。
（2）制备多晶硅（硅单质的一种）的副产物主要是SiCl₄，SiCl₄对环境污染很大，遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl₄和钡矿粉（主要成分为BaCO₃，且含有Fe³⁺、Mg²⁺等离子）制备BaCl₂·2H₂O和SiO₂等物质。工艺流程如下：

已知： 25℃ K_sp[Fe(OH)₃]＝4．0×10^-38， K_sp[Mg(OH)₂]＝1．8×10^-11；通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5mol/L时，沉淀就达完全。回答下列问题：
①SiCl₄发生水解反应的化学方程式为_______________________________________。
②若加钡矿粉调节pH=3时，溶液中c(Fe³⁺)=             。
③若用10吨含78% BaCO₃的钡矿粉，最终得到8．4吨BaCl₂·2H₂O (M=244g/mol)，则产率为      。
④滤渣C能分别溶于浓度均为3mol/L的溶液和溶液（中性）。请结合平衡原理和必要的文字解释滤渣C能溶于3mol/L的溶液的原因______。

（1）已知：O₂ (g)= O₂^＋ (g)+e^－ △H₁=" +1175.7" kJ·mol^－1
PtF₆(g)+ e^－= PtF₆^－(g)    △H₂=" -" 771.1 kJ·mol^－1
O₂+PtF₆^－(s)=O₂⁺(g)+PtF₆^－ (g)  △H₃="+482.2" kJ·mol^－1
则反应：O₂（g）+ PtF₆ (g) = O₂+PtF₆(s)的△H="_____" kJ·mol^-1。
如图为合成氨反应在使用相同的催化剂，不同温度和压强条件下进行反 应，初始时N₂和H₂的体积比为1:3时的平衡混合物中氨的体积分数：

① 在一定的温度下，向体积不变的密闭容器中充入氮气和氢气发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是       。
a．体系的压强保持不变        b．混合气体的密度保持不变
c．N₂和H₂的体积比为1:3      d．混合气体的平均摩尔质量不变
②分别用v_A（NH₃）和v_B（NH₃）表示从反应开始到平衡状态A、B时的反应速率，则v_A（NH₃）    v_B（NH₃）（填“>”、“<”或“=”），该反应的的平衡常数k_A     k_B（填“>”、“<”或“=”），在250 ℃、1.0×10⁴kPa下达到平衡，H₂的转化率为     %（计算结果保留小数点后一位）；
（3）25℃时，将a mol NH₄NO₃溶于水，溶液呈酸性，原因                                   （用离子方程式表示）。向该溶液中加入bL氨水后溶液呈中性，则所加氨水的浓度为          mol/L（用含a、b的代数式表示，NH₃·H₂O的电离平衡常数为K_b=2×10^-5）
（4）如图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。电镀一段时间后，装置Ⅰ中溶液的pH      （填“变大”、“变小”或“不变”），a极电极反应方程式为                 ；若电镀结束后，发现装置Ⅱ中阴极质量变化了25.6g（溶液中硫酸铜有剩余），则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷     L（标准状况下）。

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（滴有几滴酚酞）电解实验，如图所示。

回答下列问题：
（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为________________________ 、________________________。
（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中a电极上得到的是________；电解过程中________极（填“a”或“b”）附近会出现红色。电解氯化钠溶液的总化学方程式为________________________。将a、b两极的产物相互反应可得到“84”消毒液的有效成分NaClO，特殊情况下可用“84”消毒液吸收SO₂，反应的离子方程式为________________________。
（3）若每个电池甲烷通入量为1 L（标准状况），且反应完全，则理论上最多能产生的氯气体积为________L（标准状况）。

关于铅蓄电池的说法正确的是（　　）。

A．在放电时，正极发生的反应是Pb（s）＋SO4^2-（aq）－2e^－=PbSO4（s）

B．在放电时，该电池的负极材料是铅板

C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小

D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4（s）＋2e^－=Pb（s）＋SO4^2-（aq）

I、二氧化硫是重要的工业原料，探究其制备方法和性质具有非常重要的意义。

（1）工业上用黄铁矿（FeS₂，其中S元素为－l价）在高温下和氧气反应制备SO₂：
，该反应中被氧化的元素是________（填元素符号）。
（2）一化学研究性学习小组设计用如下装置验证二氧化硫的化学性质．
①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为________________________________。
②为验证二氧化硫的还原性，充分反应后，取试管b中的溶液分成三份，分别进行如下实验：
方案Ⅰ：向第一份溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成
方案Ⅱ：向第二份溶液加入品红溶液，红色褪去
方案Ⅲ：向第三份溶液加入BaC!：溶液，产生白色沉淀上述方案合理的是方案______（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）；试管b中发生反应的离子反应方程式为____________________。
③当通入二氧化硫至试管c中溶液显中性时，溶液中c（Na⁺）＝________________（用含硫元素微粒浓度的代数式表示）。
Ⅱ、另一化学研究性学习小组在实验室条件下以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯，并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定。已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质（与酸不反应）。
步骤一：电解精制：
电解时，粗铜应与电源的______极相连。阴极上的电极反应式为____________。
步骤二：电解完成后，该小组同学按以下流程对电解液进行处理：

稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，请写出该反应的离子方程式：
____________________________________________________________。

微型钮扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是Ag₂O和Zn，电解质溶液为KOH，电极反应为：Zn+2OH^－－2e^－===ZnO+H₂O；Ag₂O+H₂O+2e^－===2Ag+2OH^－根据上述反应式，判断下列叙述中正确的是

A．在使用过程中，电池负极区溶液的pH减小

B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极

C．Ag2O是负极，Zn是正极

D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应

热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：。下列有关说法正确的

A．	正极反应式：
B．	放电过程中， 向负极移动
C．	没转移0.1 电子，理论上生成20.7
D．	常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转

一种由甲醇（CH₃OH）和氧气以及氢氧化钠做电解质溶液的新型电池，其两极的电极反应式为： 2CH₃ OH＋16OH^－―12e^－＝2CO₃^2－＋12H₂O ， 6H₂O＋3O₂＋12e^－＝12OH^－，关于此电池的推断正确的是（   ）

A．通入氧气的一极是负极

B．放电时，溶液中的OH^－向正极移动

C．反应中若有6mol电子发生转移，则有32g CH3 OH被还原

D．该电池工作时甲醇一极附近溶液的pH降低

新型锂离子电池材料Li₂ MSiO₄（M为Fe，Co，Mn，Cu等）是一种发展潜力很大的电池电极材料。工业制备Li₂ MSiO₄有两种方法：
方法一：固相法，2Li₂SiO₃+ FeSO₄ Li₂FeSiO₄ +Li₂SO₄ +SiO₂
方法二：溶胶—凝胶法， Li₂FeSiO₄
（1）固相法中制备Li₂ FeSiO₄过程采用惰性气体气氛，其原因是                        ;
（2）溶胶—凝胶法中，检查溶液中有胶体生成的方法是                              ；生产中生成Imol Li₂FeSiO₄整个过程转移电子物质的量为           mol;
（3）以Li₂ FeSiO₄和嵌有Li的石墨为电极材料，含锂的导电固体作电解质，构成电池的总反应式为：Li+ LiFeSiO₄ Li₂FeSiO₄则该电池的负极是____         ；充电时，阳极反应的电极反应式为                                                        ;
（4）使用（3）组装的电池必须先____                         。

天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钻（LiCoO₂），充电时LiCoO₂中Li被氧化，Li⁺迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C₆）中，以LiC₆表示。电池反应为，下列说法正确的是（   ）

A．充电时，电池的负极反应为LiC6-e^-Li+C6

B．放电时，电池的正极反应为CoO2+Li^++e^-LiCoO2

C．羧酸、醇等含活泼氢气的有机物可用作锂离子电池的电解质

D．锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低

有人设计出利用CH₄和O₂的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH₄在O₂中燃烧，则下列说法不正确的是 （   ）
①在标准状况下，每消耗5.6L CH₄可以向外电路提供2mole^－
②通过甲烷电极的电极反应式为：CH₄+10OH^－－8e^－=CO₃^2－+7H₂O
③通过甲烷的电极为电池的正极，通过氧气的电极为负极
④电池放电后，溶液PH不断升高

A．①②

B．①③

C．①④

D．③④

一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。现用Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O₂和CO₂混合气体，其总反应为：2CO＋O₂===2CO₂。则下列说法中正确的是    (　　)

A．通CO的一极是电池的正极

B．负极发生的电极反应是：O2＋2CO2＋4e^－―→2CO

C．负极发生的电极反应是：CO＋CO－2e^－―→2CO2

D．正极发生氧化反应

碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧 化钾溶液为电解液，电池总反应式为：
Zn(s)+2MnO₂(s)+H₂O(l)==Zn(OH)₂(s)+Mn₂O₃(s)下列说法错误的是 （    ）

A．电池工作时，锌失去电子

B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e^-=Mn2O3(s)+2OH^- (aq)

C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

一种由甲醇和氧气以及强碱作为电解质溶液的新型手机电池，其电池反应为：
2CH₃OH + 3O₂ + 4OH^－2 CO₃^2— + 6H₂O，则下列说法错误的是

A．充电时电解质溶液的pH逐渐增大

B．放电时CH3OH参与反应的电极为正极

C．充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子

D．放电时负极的电极反应为：CH3OH－6e^－ ＋8OH^－ ＝CO3^2—+ 6H2O