高中化学化学电源新型电池填空题

科学家预言，燃料电池将是2l世纪获得电力的重要途径。一种甲醇燃料电池是采用铂或炭化钨作电极，在硫酸电解液中直接加入净化后的甲醇。同时向一个电极通入空气。
回答如下问题：
(1)配平电池放电时发生的化学反应方程式：
□CH₃OH+□O₂→□CO₂+□H₂O
(2)在硫酸电解液中，CH₃OH(C为－2)失去电子。此电池的正极发生的反应是　　　　　　　　　　　　　，负极发生的反应是　　　　　　　　　　　　。
(3)电解液中的H⁺向       极移动；向外电路释放电子的电极是       。
(4)比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其主要有两点：首先燃料电池的能量转化效率高，其次是　　　　。
(5)甲醇燃料电池与氢氧燃料电池相比．其主要缺点是甲醇燃料电池的输出功率较低．但其主要优点是　　　　　。

下图为氢氧燃料电池的示意图：

⑴若以稀硫酸为电解液，则a极为___   _极。
⑵若以KOH溶液作电解液，则b极上的电极反应式为_______________________，放电一段时间后电解液的pH将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

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b电极上得到的是            ，电解氯化钠溶液的化学方程式为                                              ；
（3）若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为
              (已知N_A＝6.02×10²³mol^－1，电子电荷为1.60×10^－19C，列式表示即可)，最多能产生的氯气体积为      L(标准状况）。

燃料电池是目前正在探索的一种新型电池。它的工作原理是在燃料燃烧过程中将化学能直接转化为电能，目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是：X极：O₂(g) + 4e^- + 2H₂O（l） ="==" 4OH^-
Y极：H₂(g)－2e^- + 2OH^- ="==" 2H₂O（l）
（1）X极是电池的   极（“正”或“负” ），发生     反应（“氧化”或“还原” ）反应。
（2）总的电池反应方程式                      
（3）若反应得到5.4g液态水，燃料电池中转移的电子为      mol

(7分)某同学用铅蓄电池作电源，用石墨作电极电解500mL某浓度的AgNO₃溶液，观察到A电极表面有金属生成，B电极上有无色气体产生。当溶液中原有溶质完全电解后，停止通电，取出A极，洗涤、干燥、称量，电极增重5.4g。已知铅蓄电池的工作原理为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O。
请按要求回答下列问题：
（1）A电极为电解池的_____极，B电极上产生的气体为_________。
（2）电解前AgNO₃溶液的物质的量浓度为____________。
（3）当反应过程中转移的电子为0.01mol时，铅蓄电池内消耗硫酸的物质的量为
        mol。
（4）铅蓄电池放电时，负极质量______，正极质量_________，电解液的pH_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。

根据铜锌原电池示意图，回答下列问题：  
              
（1）锌为    极，电极反应式为               ；铜为      极，电极反应为                    ，原电池总离子反应式是                              。
（2）若以该电池作为电源，以石墨碳棒为电极电解CuCl₂溶液，在电池的工作过程中，Zn极质量变化了3.25g，则Cu极质量      （填“增加”、“不变”或“减少”）；电子从电池的锌极沿导线流向电解池的        （填“阴极”或“阳极”，下同）；在电解池中Cu²⁺向     移动，在该电极上析出铜的质量为     g。

氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，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形式主要是______，在导线中电子流动方向为______（用a、b表示）。
（2）负极反应式为__________________。

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：

⑴氢氧燃料电池的能量转化主要形式是　          　，
在导线中电子流动方向为            （用a、b 表示）。
⑵负极反应式为　　　　　　                　　。
⑶电极表面镀铂粉的原因为　　　　　        　　　　　　             。
⑷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. 2Li + H₂  2LiH Ⅱ. LiH + H₂O ="=" LiOH + H₂↑
①反应Ⅰ中的还原剂是　　　　　，反应Ⅱ中的氧化剂是　　　　　。
②已知LiH固体密度约为0.8g/cm³。用锂吸收224L（标准状况）H₂，生成的LiH体积与被吸收的H₂体积比为　　　 　　　　　。
③由②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。

（11）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO₄溶液和100g 10.00%的K₂SO₄溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得丙中K₂SO₄浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题： 

①电源的N端为   极；
②电极b上发生的电极反应为               ；
③列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积：                 ；
④电极c的质量变化是              g；
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液               ； 乙溶液              ； 丙溶液               ；
（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？                。

氢气燃烧生成液态水的热化学方程式是：2H₂(g)+O₂(g) ===2H₂O(l)；ΔH=－572kJ/mol 请回答下列问题：
（1）生成物能量总和　　　　（填“大于”、“小于”或“等于”）反应物能量总和。
（2）若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量      572 kJ （填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）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。它是将　　　  　　能转化为　　　　能的装置。

航天技术使用氢氧电池具有高能、轻便，不污染优点，氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式均可表示为：2H₂＋O₂ = 2H₂O ，酸式氢燃料电池的电解质是酸、其负极反应为：2H₂－4e^－= 4H^＋，则正极反应为　　　　　　　　　　　；碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示为：O₂＋2H₂O＋4e^－= 4OH^－，则负极反应为：　　　　　　　　　。

A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素，原子序数依次递增。A元素原子核内无中子，B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，D是地壳中含量最多的元素，E是短周期中金属性最强的元素，F与G位置相邻，G是同周期元素中原子半径最小的元素。
请用化学用语回答：
（1）推断B元素在元素周期表中的位置       ，写出C的单质的电子式            。
（2）A与D形成的18电子的化合物与FD₂化合生成一种强酸，其化学方程式为         。
（3）E、F、G三种元素所形成的简单离子，其离子半径由大到小的顺序是              。（用离子符号表示）
（4）用电子式表示化合物E₂F的形成过程                     。
（5）下图为某新型发电装置示意图，其负极电极反应为         。

（1）铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl₃可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。写出FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式                  ；
若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极。
（2）铅蓄电池是常见的化学电源之一，其充电、放电的总反应是：
2PbSO₄  + 2H₂OPb + PbO₂ + 2H₂SO₄
铅蓄电池放电时，         （填物质名称）在负极发生反应。放电过程中硫酸浓度由5mol/L下降到 4mol/L，电解液体积为2000mL（反应过程溶液体积变化忽略不计）；求放电过程中外电路中转移电子的物质的量为       mol。
（3）有人设计将两根Pt丝作电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入甲烷和氧气而构成燃料电池。则此燃料电池工作时，其电极反应式为：
负极：                                     
正极：                                     

（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应I：  CO(g) ＋ 2H₂(g)   CH₃OH(g)；  ΔH₁
反应II： CO₂(g) ＋ 3H₂(g)   CH₃OH(g) +H₂O(g)；ΔH₂
①上述反应符合“原子经济”原则的是        （填“I”或“Ⅱ”）。
②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数（K）。

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中数据判断ΔH₁         0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。     
③某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝ 0.2 mol／L，则CO的转化率为        ，此时的温度为        （从上表中选择）。
（2）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置。

①该电池正极通入的物质为         。
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为         

（共8分）新型高能钠硫电池以熔融的钠、硫为电极，以导电的陶瓷为固体电解质。该电池放电时为原电池，充电时为电解池，反应原理为：2Na＋xSNa₂S_x。
(1)放电时Na发生________反应(填：氧化或还原)，S作________极
(2)充电时Na所在电极与直流电源的________极相连。
(3)放电时负极反应为_______________________；
(4)用此电池作电源电解饱和NaCl溶液，当阳极产生33.6 L(标准状况)气体时，消耗金属Na的质量为______。