高中化学化学电源新型电池填空题

铅蓄电池是最常见的二次电池，它是由两组平行排列的栅状铅合金极板作为主架，正极板上覆盖PbO₂，负极板上覆盖Pb,电解质是硫酸。电池总反应式为：
Pb＋PbO₂＋4H^＋＋2SO₄^2－ 2PbSO₄＋2H₂O
请回答下列问题：
（1）放电时：正极的电极反应式是__________________________；电解液中H₂SO₄的浓度将变____________；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加______________g。
（2）在完全放电耗尽PbO₂和Pb时，若按下图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成____________、在B电极上生成____________，此时铅蓄电池的正负极的极性将____      _____。

铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-2PbSO₄+2H₂O回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）
（1）放电时：正极的电极反应式是                 ；电解液中H₂SO₄的浓度将变________，当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加               g。
（2）在完全放电耗尽PbO₂和Pb时，若按右图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成__________，B电极上生成________，此时铅蓄电池的正负极的极性将____________。

(9分)将铂丝插入稀硫酸溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池。根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为电池的__    _极，通入氧气的一极的电极反应式为_______________，该燃料电池放电一段时间后溶液的浓度将__________(选填“增大”，“减小”或“不变”)

根据原电池的知识回答下列问题
（1）图一烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到Al上的现象是                                 

（2）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如图所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成。该电池的正极反应为：                             。

（3）如果将上述装置中通入的H₂改成CH₄气体，也可以组成一个原电 池装置，电池的总反应方程式为：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，则该电池的负极反应式为：          。
（4）铅蓄电池放电时反应，若放电消耗2mol硫酸时电路中转移电子_________mol

甲醇（CH₃OH）是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用做燃料。
已知：CH₃OH(1) + O₂(g) =" CO(g)" + 2H₂O(g)  △H = －443.64 kJ·mol^－1
2CO (g) + O₂(g) = 2CO₂(g)           △H =－566.0 kJ·mol^－1
（1）试写出2molCH₃OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO₂和H₂O（g）的热化学方程式：
                                                                            
（2）科研人员新近开发出一种由甲醇和氧气以强碱做电解质溶液的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电，据此回答下列问题：
甲醇在     极反应；O₂一极发生的电极反应方程式为                           
（3）若用该电池在某金属表面镀铜，若待镀金属的质量增加了6.4g，则至少消耗甲醇的质量为     g。

下图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒．当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流．试回答下列问题：

(1)图中通过负载的电子流动方向______(填“向左”或“向右”)．
(2)写出氢氧燃料电池工作时电极反应方程式和总反应方程式．
负极：___________________________，总反应：________________________.

设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是对21世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2－离子。回答如下问题：
（1）以壬烷（C₉H₂₀）代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是：
                                                           
（2）这个电池的正极发生的反应是：　　      　    　　　　
负极发生的反应是：　　　　　 　    　         　　　　　
固体电解质里的O^2－的移动方向是：　　            　　　　  
向外电路释放电子的电极是：　　　                        　

A、B、C、D、E、F六种短周期元素，它们的原子序数依次增大，A与D同主族；C与E同主族；B、C同周期；B原子最外层电子数比其次外层电子数多2；A是周期表中半径最小的元素，C的最外层电子数是内层电子的3倍；F元素是同周期元素中原子半径最小的主族元素。A、B、C、D、E形成的化合物甲、乙、丙、丁的组成如下表所示：

化合物	甲	乙	丙	丁
化学式	A2C	A2C2	D2C2	D2E

回答下列问题：
（1）写出下列元素名称：A      ；指出元素F在周期表中的位置的           。
（2）化合物乙的电子式为            ，用电子式表示形成化合物丁的过程                           。
（3）写出丙与甲反应的化学方程式：                                           
(4)固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—氧
化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允
许O^2-在其间通过，该电池的工作原理如下图所示，其中多孔Pt电极a、b分别是气体C₂、A₂的载体。①该电池的负极为       （填a或b）；O^2-流向       极（填“正极”或“负极”）

②该电池的正极反应为                       ，
负极反应为          。

如图所示，通电5 min后，第③极增重2.16 g，同时在A池中收集到标准状况下的气体224 mL，设A池中原混合液的体积为200 mL。
⑴电源F为____________极；第②极为__________极； B池为___________池；
⑵A池中第②极上的电极反应式为__________________        ___；          
A池中第①极上产生气体体积为__________________ mL；（标准状况下）
(3) 通电前A池中原混合溶液Cu²⁺的浓度为               ;

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的主要形式是_________________，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是____________________________。
(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.        Ⅱ.LiH＋H₂O===LiOH＋H₂↑
①反应Ⅰ中的还原剂是___________，反应Ⅱ中的氧化剂是____________。
②LiH中Li⁺与H^-的半径大小关系为        
③用锂吸收224 L(标准状况)H₂生成的LiH与H₂O作用，放出的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。

甲烷可制成合成气（CO、H₂），再制成甲醇，代替日益供应紧张的燃油。
已知：①CH₄ (g) ＋H₂O (g) ＝CO (g)＋3H₂ (g)      △H₁＝+206.2kJ·mol^－1
② CH₄（g）＋O₂（g）＝CO（g）＋2H₂（g）△H₂=－35.4 kJ·mol^-1
③CH₄ (g) ＋ 2H₂O (g) ＝CO₂ (g) ＋4H₂ (g)     △H₃＝+165.0 kJ·mol^－1
（1）CH₄(g)与CO₂ (g)反应生成CO(g)和H₂(g)的热化学方程式为           。
（2）从原料选择和能源利用角度，比较方法①和②，为合成甲醇，用甲烷制合成气的适宜方法为           （填序号），其原因是           。
（3）合成气中的H₂可用于生产NH₃，在进入合成塔前常用Cu(NH₃)₂Ac溶液来吸收其中的CO，防止合成塔中的催化剂中毒，其反应是：
Cu(NH₃)₂Ac + CO + NH₃ [Cu(NH₃)₃]Ac·CO △H＜0
Cu(NH₃)₂Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是          。
（4）将CH₄设计成燃料电池，其利用率更高，装置示意如右图（A、B为多孔性碳棒）。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。

① O<V≤44.8 L时，电池总反应方程式为            ；
② 44.8 L<V≤89.6 L时，负极电极反应为            ；
③ V="67.2" L时，溶液中离子浓度大小关系为            。

(10分)阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：2H₂＋O₂===2H₂O.试回答下列问题：
(1)若电解质溶液为KOH溶液，构成燃料电池，则：
①负极反应式为________________，
②工作一段时间后，溶液pH________(填“增大”或“减小”或“不变”)．
(2)如把KOH改为稀H₂SO₄作电解质，则：
①正极反应式为________________，
②工作一段时间后，溶液pH________(填“增大”或“减小”或“不变”)．
(3)如把H₂改为甲烷，KOH作电解质，则正极反应式为____________________．

燃煤烟气中含有大量的氮氧化合物（NO_x）、二氧化硫和二氧化碳等，不宜直接排放到空气中，可采用以下措施对燃煤烟气进行处理。
（1）脱硝：选择性催化还原法的脱硝原理是在催化剂存在下，通入甲烷使氮氧化合物（NO_x）转化为无害气体，发生如下反应：
CH₄(g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)   △H₁＝－574 kJ·mol^－1
CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)    △H₂＝－1160 kJ·mol^－1
甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为         。
（2）脱硫：①石灰石—石膏湿法烟气脱硫的工作原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的空气反应生成石膏(CaSO₄·2H₂O)。某电厂用煤400吨（煤中含硫质量分数为2.5%），若燃烧时煤中的硫全部转化成二氧化硫，用石膏湿法烟气脱硫中有96%的硫转化为石膏，则可生产石膏         吨。
②新型纳米材料氧缺位铁酸盐（ZnFe₂Ox），由该铁酸盐（ZnFe₂O₄）经高温还原制得，常温下，它能使工业废气中酸性氧化物分解除去，转化流程如图所示：若2molZnFe₂Ox与足量SO₂可生成1.0molS，
则x＝         。

（3）脱碳：从脱硝、脱硫后的烟气中获取二氧化碳，用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g) △H₃
①取五份等体体积CO₂和H₂的的混合气体（物质的量之比均为1：3），
分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH₃OH) 与反应温度T的关系曲线如图11所示，则上述CO₂转化为甲醇反应的△H₃         0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在容积为1L的恒温密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，进行上述反应。测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如下图12所示。若在上述平衡体系中再充0.5 mol CO₂和1.5 mol H₂O(g)（保持温度不变），则此平衡将         移动（填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”）
               
③直接甲醇燃料电池结构如上图13所示。其工作时负极电极反应式可表示为         。

氢氧燃料电池是将H₂通入负极，O₂通入正极而发生电池反应的，其能量转换率高。
（1）若电解质溶液为KOH溶液，其正极反应为                 ，负极反应为                         ；
（2）若电解质溶液为硫酸，其正极反应为                  ，负极反应为                          ；
若反应过程中转移了2mol电子，可产生水的质量为         g。
（3）若用氢氧燃料电池电解由NaCl和CuSO₄组成的混合溶液，其中c（Na⁺）=3c（Cu²⁺）
=0.3mol·L^—1，取该混合液100mL用石墨做电极进行电解，通电一段时间后，在阴极收集到0.112L（标准状况）气体。此时氢氧燃料电池外电路中转移电子数为          ，消耗H₂的质量为        。

全矾液流电池是一种新型电能储存和高效转化装置，其电解质溶液为VOSO₄溶液，该电解质溶液可通过下列方法制取：将18.2gV₂O₅和30mL浓H₂SO₄加入到40mL水中，并在充分搅拌下在水浴上加热20min。向溶液中加水稀释至375mL，通SO₂至悬浮液变成深蓝色溶液。将此溶液蒸发浓缩至原体积的五分之一，通入足量的CO₂。再将溶液煮沸后，用稀释至1000mL，全矾液流电池的工作原理为VO²⁺+H₂O+V₂+  +V₂⁺+2H⁺。
（1）通入SO₂发生反应的化学方程式为                      。
（2）通入SO₂的目的是                         。
（3）全矾液流电池充电时，阳极的电极反应式为                    。
（4）某溶液中含有VO₂⁺、Cr₂O₃^2—，现向此溶液中滴入29.00mL0.1mol/L的FeSO₄溶液，恰好使VO₂⁺ →VO²⁺，Cr₂O₃^2—→ Cr³⁺。再滴入2.00mL，0.020mol/LKMnO₂溶液，又恰好使VO²⁺ →VO₂⁺,而Cr³⁺不变,试求溶液中Cr的质量(mg).