高中化学化学电源新型电池填空题

下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：

（1）M电极的材料是            ，电极名称是          ，N的电极反应式为           ，加入乙醇的铂电极的电极反应式为                。
（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4．32g时，甲池中理论上消耗氧气为     L(标准状况下)；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池中溶液的pH为        。
（3）若在常温常压下，1g C₂H₅OH燃烧生成CO₂和液态H₂O时放出29．71kJ热量，表示该反应的热化学方程式为                             。
（4）若M、N均为石墨电极，将乙池改为电解500mL含KNO₃和Cu(NO₃)₂的混合液一段时间后，在两极上均生成11．2L(标准状况)气体。则M极产生的气体是   ，原混合液中Cu²⁺的物质的量浓度是         mol/L。

氢氧燃料电池是最常见的燃料电池，该电池在正极通入氧气，在负极通入氢气，而电解质溶液通常是KOH溶液。
(1)请写出氢氧燃料电池的正极反应方程式。
(2)氢氧燃料电池有何优点？

（1）已知甲烷燃料电池的总反应式为CH₄+2O₂+2KOH==K₂CO₃+3H₂O，电池中有一极的电极反应为CH₄＋10OH^－－8e^－=CO₃^2－＋7H₂O这个电极是燃料电池的      （填“正极” 或“负极”），另一个电极上的电极反应式为：
（2）已知吸热反应2HI(g) ===H₂(g) + I₂(g)吸收热量11kJ，1mol H₂(g)、1mol I₂(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_________kJ。

(12分)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，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_________________;若在常温下转移2mol电子，可产生水质量为_________g。
(3)还有一个很大的优点是                                   。

已知铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄ 2PbSO₄＋2H₂O，现以铅蓄电池作电源，用惰性电极电解100 mL 4 mol·/L Cu(NO₃)₂溶液，一定时间后在阳极收集到标准状况下气体1.12 L。
（1）铅蓄电池中消耗的硫酸为       mol；
（2）停止电解，向电解后的溶液中加入足量的铁粉，充分作用后溶液中的Fe^2＋的物质的量浓度为  mol/L(设溶液的体积不变)。                            

每空2分，共12分）化学反应可为人类提供能量
（Ⅰ）家用液化气的主要成分之一是丁烷（C₄H₁₀），常温常压下，当5.8 kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量为2.9×10⁵kJ，试写出丁烷燃烧的热化学方程式：____________________________________________，已知1mol液态水气化时需要吸收44 kJ的热量，则反应：
 的ΔH为____________________。
（Ⅱ）铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO₂，电解质溶液为稀硫酸。工作时，该电池的总反应为PbO₂+Pb+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O，根据上述情况判断：
（1）蓄电池的负极是______，其电极反应式为______________________________。
（2）蓄电池的正极电极反应式为_________________________________。
（3）蓄电池工作时，其中电解质溶液的pH______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

美国化学家设计出以甲烷等碳氢化合物为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的传统电池。燃料电池使用气体燃料和氧气直接反应产生电能，其效率高、污染低，是一种很有前途的能源利用方式。

（1）用KOH溶液做电解质，甲烷燃料电池的总反应方程式为______________；
（2）a是电池的____极，电极反应式为____________；
（3）标准状况时，通入甲烷1.12L，理论上通过导线的电子的数目为_______。

燃料电池是一种新型的无污染、无噪音、高效率的发电设备，是一种很有发展潜力的新能源，它主要由燃料、氧化剂、电极和电解质组成，燃料电池的结构和传统电池一样具有正负电极，正负电极被电解质分隔，它以还原剂（用氢作燃料）为负极反应物，以氧化剂（如空气中的氧气等）为正极交换物，在燃料电池中，氢气等燃料在通常条件下就能在电极上进行电极反应（一般用多孔镍、铂等作电极材料）．电池中的电解质为有机高分子高聚物，它可以交换质子．
（1）燃料电池的电极在常温条件下就能持续发生电极反应，写出氢氧燃料电池中的电极反应式：负极______________；正极______________．
（2）氢氧燃料电池可作为载人航天器的首选电池，一个重要原因是它在产生持续电流的过程中生成的产物是水，这正好解决航天员的饮水问题，航天员饮用这些合成水通过消化系统，大部分在被___________吸收．

下图是一个化学过程的示意图。

（1）请回答图中甲池是______装置，其中OH^－移向________极（填“CH₃OH”或“O₂”）
（2）写出通入CH₃OH的电极的电极反应式_________。
（3）向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为_________极(填“A”或“B”)，并写出此电极反应的电极反应式____________。
（4）乙池中反应的离子方程式为____________。
（5）当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时，乙池的pH是________（若此时乙池中溶液的体积为500mL)；此时丙池某电极析出1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是_______（填序号）.

A．MgSO4

B．CuSO4

C．NaCl

D．AgNO3

甲醇可作为燃料电池的原料。以CH₄和H₂O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
I：CH₄(g) + H₂O (g) ＝CO(g) + 3H₂(g)    △H ＝+206.0 kJ/mol
II：CO (g) + 2H₂ (g) ＝ CH₃OH (g)  △H ＝—129.0 kJ/mol
（1）CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CH₃OH (g)和H₂(g)的热化学方程式为_______________。
（2）将1.0 mol CH₄和2.0 mol H₂O(g)通入容积为100 L的反应室，在一定条件下发生反应I，测得在一定的压强下CH₄的转化率与温度的关系如图

假设100 ℃时达到平衡所需的时间为15min，则用H₂表示该反应的平均反应速率为_______________。
（3）写出甲醇—空气—KOH溶液的燃料电池负极的电极反应式：______________。
（4）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。实验室用下图装置模拟上述过程：

① 写出阳极电极反应式_______________。
② 写出除去甲醇的离子方程式_________________。

（1）写出下列化合物的结构简式
2,2,3,3,-四甲基戊烷：__________________________。
（2）①写出Na2CO3溶液与AlCl3溶液反应的离子方程__________________________。
②写出由甲苯制备TNT的化学方程式：__________________________。
③Na2CO3溶液显碱性，用离子方程式表示原因___________，其溶液中离子浓度大小顺序为___________。
（3）除去括号中的杂质，填上适宜的试剂和提纯方法
乙醇（水）：__________、_________。
（4）甲烷燃料电池（在KOH环境中）的负极的电极反应式：___________________。
（5）将煤转化为煤气的主要化学反应为：C(s)＋H₂O(g)===CO(g)＋H₂(g)
C(s)、CO(g)和H₂(g)完全燃烧的热化学方程式为：
C(s)＋O₂(g)===CO₂(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
H₂(g)＋O₂(g)===H₂O(g) ΔH＝－242.0 kJ/mol
CO(g)＋O₂(g)===CO₂(g) ΔH＝－283.0 kJ/mol
根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程______________________。

写出下列电极方程式书写：
（1）酸性电解质的条件下氢氧燃料电池负极的电极方程式         ；正极的电极方程式     ；
（2）氢氧化钾做电解质条件下写出甲醇(CH₃OH)的燃料电池的负极的电极方程式                     ；正极的电极方程式             ；
（3）写出碱性锌锰原电池的负极的电极方程式              ；正极的电极方程式          ；
（4）写出铅蓄电池放电的负极的电极反应方程式                   ；

Ⅰ（1）CO可用于炼铁，已知Fe₂O₃（s）+ 3C（s）＝2Fe（s）+ 3CO（g） ΔH ₁＝+489.0 kJ·mol^－1，C（s） +CO₂（g）＝2CO（g）  ΔH ₂ ＝+172.5 kJ·mol^－1
则CO还原Fe₂O₃（s）的热化学方程式为                         。
Ⅱ（1）肼（N₂H₄）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，32.0gN₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气和水，放出热量624kJ（25℃时），N₂H₄完全燃烧反应的热化学方程式是                  。
（2）肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时：负极的电极反应式是                  。
（3）下图是一个电化学过程示意图。

①锌片上发生的电极反应是                         。
②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128g，则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气                L（假设空气中氧气体积含量为20%）
（4）传统制备肼的方法，是以NaClO氧化NH₃，制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式是           。

化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
（1）目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：
Cd＋2NiO(OH)＋2H₂O2Ni(OH)₂＋Cd(OH)₂
已知Ni(OH)₂和Cd(OH)₂均难溶于水但能溶于酸，负极材料是       ，以下说法中正确的是     （填字母代号）

A．①③

B．②④

C．①④

D．②③

①以上反应是可逆反应                   ②充电时镍元素被氧化
③电子由正极经电解质溶液流向负极       ④放电时电能转变为化学能
（2）写出放电时正极电极反应：      

化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)目前常用的镍镉(NiCd)电池,其电池总反应可以表示为:
Cd+2NiO(OH)+2H₂O2Ni(OH)₂+Cd(OH)₂
已知Ni(OH)₂和Cd(OH)₂均难溶于水但能溶于酸,以下说法中正确的是(　　)
①以上反应是可逆反应　
②以上反应不是可逆反应
③充电时化学能转变为电能　
④放电时化学能转变为电能

A．①③

B．②④

C．①④

D．②③

(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物,有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　。