高中化学化学电源新型电池填空题

锂——空气电池能够提供相当于普通锂离子电池l0倍的能量，因此它是最有前途的电池技术。下图是锂——空气电池放电和充电时的工作示意图。   

（1）图I中电极a是                  极。
（2）电池中间的固体电解质（含阳离子交换膜）还能阻止H₂O、N₂、O₂等物质的通过防止Li和这些物质反应。Li和水在常温下发生反应的化学方程式为           。
（3）当给图Ⅱ中的锂空气电池充电时，d极应接电源的          极，该电极的电极反应式为      。
（4）可用石墨为电极，用该电池电解提纯氢氧化钾电解液。电解池内的阳离子交换膜只允许阳离子通过，其工作原理如图Ⅲ所示。

①该电解池的阴极反应式为              ；
②除去杂质后的氢氧化钾溶液从出口     （填“A”或“B”）导出；

铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料是Pb和PbO₂，电解液为稀硫酸。工作时该电池总反应式为：PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ ="=" 2PbSO₄+ 2H₂O，据此判断：
（1）铅蓄电池的负极材料是________。
（2）工作时正极反应为________________________________。
（3）工作时，电解质溶液的PH________（填“增大”、“减小”或“不变”）
（4）工作时，电解质溶液中阴离子移向________极；电流方向从________极流向________极。（填正，负）

随着铅蓄电池的广泛应用，使回收利用铅资源成为重要课题。某研究性学习小组利用废旧铅蓄电池阴、阳极填充物（铅膏）制备塑料加工热稳定剂三盐基硫酸铅，实验流程如下：

（1）物质X是一种可循环利用的物质，该物质是       。
（2）生成三盐基硫酸铅的反应的离子方程式为                   。
（3）将滤液I和滤液Ⅱ合并后可用来提取一种钠盐副产品（相对分子质量为322），已知副产品带10个结晶水的结晶水合物，则其化学式       ，由滤液提取该副产品的主要实验步骤依次为        、      、过滤、洗涤、干燥。
（4）过滤时洗涤沉淀（或固体）的操作方法是             。
（5）向铅膏浆液中加入Na₂SO₃溶液的目的是将PbO₂还原为PbO，若实验中所取铅膏浆液质量为47．8g，其中PbO₂的质量分数为15．0％，要将PbO₂还原，至少需要加入        
mL1．0mol·L^-1Na₂SO₃溶液。

氨有着广泛的用途，如可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产。氨的水溶液中存在电离平衡，常用电离常数K_b和电离度α来定量表示其电离程度。K_b和α常用的测定方法：在一定温度时用酸度计测定一系列已知浓度氨水的pH，可得各浓度氨水对应的c(OH^-)，然后通过换算求得各对应的α值和K_b值。下面是某中学化学兴趣小组在25℃时测定一系列浓度氨水的pH所对应的c(OH^-)：
【仪器与试剂】酸度计、50 mL碱式滴定管、100mL烧杯、 0.10 mol·L^-1氨水
【实验数据】(不必填表格)

烧杯号	V氨水 (mL)	V水(mL)	c (NH3·H2O)（mol·L^-1）	c(OH^-)	Kb	α
1	50.00	0.00		1.34×10^-3
2	25.00	25.00		9.48×10^-4
3	5.00	45.00		4.24×10^-4

请根据以上信息回答下述问题：                     
（1）25℃时，氨水的电离常数：K_b   ▲   ，通过计算所得的数据和简洁的文字说明电离常数、电离度与弱电解质的初始浓度的关系   ▲   。
（2）用0.10mol·L^—1盐酸分别滴定20.00mL0.10mol·L^—1的NaOH溶液和20.00mL0.10mol·L^—1
氨水所得的滴定曲线如下：

请指出盐酸滴定氨水的曲线为    ▲   （填A或B），请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序   ▲   。
（3）液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧试验机中相关的反应有：
4NH₃（g）+3O₂（g）= 2N₂（g）+6H₂O（l）   △H₁                              ①
4NH₃（g）+5O₂（g）= 4NO（g）+6H₂O（l）  △H₂               ②
4NH₃（g）+6NO（g）= 5N₂（g）+6H₂O（l）  △H₃                               ③
请写出上述三个反应中△H₁、△H₂、△H₃三者之间关系的表达式，△H₁=   ▲   。
（4）Allis-Chalmers制造公司发现可以用氨作为燃料电池的燃料。其总反应式为4NH₃+3O₂= 2N₂+6H₂O，正极上的电极反应式为O₂+2H₂O+4e^—=4OH^—，则负极上的电极反应式为    ▲   。

我国首创以铝─空气─海水电池为能源的新型海水标志灯。 该灯以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，其能量比干电池高20─50倍（海水呈弱碱性），请回答：该电源负极材料是_____，正极主要的反应物质是_____，总反应方程为：____________________

）电子表和电子计算器的电池常用微型银—锌原电池，其电极分别为Zn和Ag₂O，电解质溶液为KOH溶液，负极反应 和总反应分别为：Zn+2OH ^- -2e==ZnO+H₂O和Ag₂O+Zn==ZnO+2Ag
（1）该原电池工作时负极区溶液的PH值          （上升、下降或不变）
（2）该原电池工作时电子由    （Zn或Ag₂O）极经外电路流向        （正或负）极。正极上发生的电极反应为                                                  

能源问题是当前世界各国所面临的严重问题，同时全球气候变暖，生态环境问题日益突出，开发氢能、研制燃料电池、发展低碳经济是化学工作者的研究方向。
I．氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO(g)+H₂O(g)  CO₂(g)+H₂(g)
△H<0。在850℃时，平衡常数K=1。
（1）若降低温度到750℃时，达到平衡时K    1（填“大于”、“小于”或“等于”）
（2）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO、3molH₂O、1.0molCO₂
和x molH₂，则：
①当x=5.0时，上述反应向       （填“正反应”或“逆反应”）方向进行。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是          。
③在850℃时，若设x=5.0和x=6.0，其它物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，
测得H₂的体积分数分别为a%、b%，则a      b（填“大于”、“小于”或“等于”）
II．已知4.6g液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量136kJ·mol液态水转
化为气体水吸收44kJ的热量。
（3）请写出乙醇燃烧生成气态水的热化学方程式
                               。
（4）将0.1mol乙醇在足量氧气中燃烧，得到的气体全部通入到100mL3mol/LNaOH溶液中，忽略HCO^-₃的电离，则所得溶液中c(CO^2-₃)      c(HCO^-₃)（填“大于”、“小于”或“等于”，）原因是                                                 （用文字叙述）。

（每空2分共计8分）铅蓄电池的电极分别是PbO₂和Pb,电解质溶液为稀H₂SO₄溶液，工作时原电池的总反应式为PbO₂+Pb+2H₂SO₄===2PbSO₄+2H₂O据上述变化判断：
①原电池的负极是        （填电极材料）。电极反应式               
②工作时正极反应式为        
③工作时电解质溶液的c(H⁺)_________(填“增大”、“不变”或“减小”)

（1）有人将铂丝插入KOH溶液中做电极，并在两极片上分别通入甲烷和氧气，形成一种燃料电池，在该电池反应中，甲烷发生类似于燃烧的反应，根据以上判断：
①通甲烷的铂丝为原电池的______极，发生的电极反应为____________________。
②该电池工作时(放电)反应的总化学方程式为_______________________________。
（2）X、Y、Z为三种不同短周期非金属元素的单质。在一定条件下发生如下反应： 若常温下Y为固体，X、Z为气体，A在空气中充分燃烧可生成B，则：

①B的化学式为          ；
②向苛性钠溶液中通入过量的A所发生反应的离子方程式为                
③将B与氯气的水溶液充分反应可生成两种强酸，该反应的化学方程式为          

I．我国即将建成自己的载人空间站。载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO₂，还要求提供充足的O₂。
⑴某种电化学装置可实现如下转化：2CO₂=2CO+O₂，CO可用作燃料。已知该反应的某极反应为：4OH^-－4e^-=O₂↑+2H₂O，则另一极反应为：           。
⑵有人提出，可以设计某温度下的反应：2CO=2C+O₂（△H>O、△S<O）来消除CO的污染。请你判断该温度下上述反应是否能发生并说明理由是                。
Ⅱ.大气固氮属于自然固氮，合成氨是目前人工固氮的主要方法。科学家一直致力“人工固氮”新方法的研究。
⑴有关大气固氮(以N₂+O₂   2NO为例)、人工固氮(以N₂+3H₂ 2NH₃为例)反应的平衡常数的值如下表。

反应	N2+02 2NO	N2+3H22NH3
温度/℃	27	2000	100	400
K	3.84×10^-31	0.1	3.4×10^9	2.0x10^4

下列说法正确的是           。(填字母)
a．大气固氮与人工固氮都是放热反应
b．人类模拟大气固氮无现实意义
c．寻找在常温下合成氨的高效催化剂是目前人工固氮的新方向
d．在常温下，人工固氮非常容易进行
⑵已知：N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g)    =-92.4kJ·mol^-1
2H₂(g)+0₂(g)="2H20(1)        " ="-571.6" kJ·mol^-1
据报道，在常温、常压、光照、催化剂的条件下，N₂可以与水反应，则反应 N₂(g)+3H₂0(1)=2NH₃(g)+3／2O₂(g)的=          KJ·mol^-1。
⑶某研究小组在673 K、30 MPa下，在体积为的密闭容器中进行反应：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)，其(H₂)和(NH₃)随时间变化的关系如图所示。

①下列叙述正确的是           。(填字母)
A．点a的正反应速率比点b的大
B．点c处反应达到化学平衡状态
C．若t₃时由673 K升至773 K，则(H₂)将增大
②从开始到平衡时反应的平均速率(以H₂的浓度变化表示)(H₂)=              。
③若开始时(N₂)=(H₂)，则反应的平衡常数=            (用代数式表示)。

某同学利用乙烷燃料电池进行电解实验，如图所示：

（1）一段时间后C装置的右侧碳棒附近有黄绿色气体逸出，则B装置中通入a气体为    。
（2）B装置右侧电极的电极反应式为                                  。
（3）C装置中左侧电极的电极反应式为                   ，该极区的产物为      。
（4）当A装置中的溶液质量不再变化，B装置中理论上消耗乙烷的质量为     g。
（5）当A装置中溶液的质量不再变化，仍电解一段时间，若不考虑溶液体积的变化，此时溶液中溶质的物质的量浓度为        mol/L。

(5分)我国经济发展对能源的需求与日俱增。一种新型燃料电池是将两根特制电极插入氢氧化钾溶液中，然后从两极分别通入甲烷和氧气，其电极反应式为：
X极：CH₄+10OH^- -8e- ="=" CO₃^2-+7H₂O   Y极：4H₂O+2O₂+8e- ==8OH^-
( 1)、指出该电池的正极__________（X极或Y极）（1分）
（2）、在标准状况下，通入5.6L甲烷气体，完全反应后有__________mol电子转移；
（3）、该电池的电解质溶液的PH变化是__________（填升高、降低、不变）(2分)

甲醇燃料电池（DNFC）被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。
（1）101 kPa时，1 mol CH₃OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51 kJ，则甲醇燃烧的热化学方程式为                                                        。
（2）甲醇燃料电池的结构示意图如下左图。甲醇进入       极（填“正”或“负”），正极发生的电极反应为                                    。

（3）目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验。在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定条件下发生反应：
CO₂（g）+3H₂（g） CH₃OH（g）+H₂O（g）△H =-49.0KJ/mol
测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如上右图所示。
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H₂)=              
②该反应的平衡常数表达式为                         。
③下列措施中能使n(CH₃OH)/n(CO₂)增大的是            。
A．升高温度                                                  B．充入He（g），使体系压强增大
C．将H₂O（g）从体系中分离                        D．再充入1molCO₂和3molH₂

甲、乙两池电极材料如图所示，请按要求回答下列问题：

1,3,5

（1）若两池中均为Cu(NO₃)₂溶液，反应一段时间后：①有红色物质析出的是甲池中的____ 棒（铁、碳）；
②乙池碳极上电极反应属于___________（填氧化反应、还原反应）。
③乙池中阳极上发生的电极反应方程式是    _________________。
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液：
①写出乙池中总反应的化学方程式                                  。
②甲池中碳极上电极反应方程式是                                  。
③若乙池中饱和NaCl溶液100 mL一段时间后在阴极得到112 mL（标准状况）H_2，此时乙池溶液的（体积变化忽略不计）pH为__________
（3）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则：①阳电极的材料是____________
②阴极反应式是                                  。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）

（1）燃料电池作为绿色能源得到迅速发展，二甲醚（CH₃OCH₃）质子交换膜燃料电池的电池反应为：CH₃OCH₃＋3O₂2CO₂＋3H₂O，制取二甲醚的反应如下：
CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)          △H=－41.2kJ·mol^－1
CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)        △H=－90.7kJ·mol^－1
2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)     △H=－23.5kJ·mol^－1
①写出由CO和H₂制取二甲醚和CO₂的热化学方程式：                                     。
②二甲醚质子交换膜燃料电池是以酸性溶液为电解质溶液，二甲醚从一个电极通入，O₂从另一电极通入，中间为质子交换膜，通入O₂的一极为     极，电极反应式为                               
（2）钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程的有关问题。
①工业用热还原法炼铁，写出由CO还原赤铁矿（主要成分为Fe₂O₃）的化学方程式：
_________________________________________________________
②生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后，溶液中发生的化合反应的化学方程式____________________________________________________
③下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀_____________

④在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下，请回答：

A电极对应的金属是        (写元素名称)，
B电极的电极反应式是            ________________