高中化学验证原电池的效果试题

为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以A1作阳极、pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：
电池：pb（s）+pbO₂（s）+2H₂SO₄（aq）=2pbSO₄（s）+2H₂O（l）
电解池：2Al+3H₂OAl₂O₃+3H₂↑
电解过程中，以下判断正确的是

蓄电池放电时是起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下式是爱迪生蓄电池分别在充电、放电时的反应： Fe + NiO₂ + 2H₂O  Fe（OH）₂ + Ni（OH）₂下列有关爱迪生电池的各种推断中不正确的是

A．放电时铁做负极，NiO2做正极

B．充电时阴极上的电极反应为：

C．放电时，电解质溶液中的阴离子是向正极方向移动

D．蓄电池的两个电极必须浸入在碱性溶液中

某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题（甲、乙、丙三池中溶质足量），当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。一段时间后，断开电键K，下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是

A．Cu

B．CuO

C．Cu（OH）2

D．Cu2（OH）2CO3

右图装置可用来监测空气中NO的含量，下列说法正确的是

A．电子由Pt电极流出，经外电路流向NiO电极

B．Pt电极上发生的是氧化反应

C．NiO电极的电极反应式为NO+O2--2e^-=NO2

D．每流经1 m^3空气（假设NO被完全吸收），转移电子的物质的量为2×10^-7mol，则该空气中NO的含量约为3×10^-2mg/m^3

（一）已知水的电离平衡曲线如图所示，试回答下列问题：

（1）E对应的温度下，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与H₂SO₄溶液的体积比为_______            _
（2）B对应温度下，将pH＝11的苛性钠溶液V₁ L与pH＝1的稀硫酸V₂ L混合（设混合后溶液的体积与原两溶液体积之和），所得混合溶液的pH＝2，则V₁∶V₂＝___________________
（二）膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N₂O₅，装置图如下。

（1）A装置是________________，B装置是____________（填“原电池”或“电解池”）。
（2）N₂O₅在电解池的______________（填“c极”或“d极”）区生成，其电极反应式为__________________
（3）A装置中通入SO₂一极的电极反应式为              
（4）若A装置中通入SO₂的速率为2．24 L·min^－1（标准状况），为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则左侧水的流入速率应为_______________mL·min^－1。

W、X、Y、Z分别为H、C、N、O元素。
（1）由XW₄、Z₂和KOH溶液组成的新型燃料电池中，负极上发生反应的电极反应式为_____________
（2）已知：2YZ₂（g）  Y₂Z₄（g）  ΔH＜0。在恒温恒容条件下，将一定量YZ₂和Y₂Z₄的混合气体通入容积为2 L的密闭容器中，反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如下图所示。

①a、b、c、d四个点中，化学反应处于平衡状态的是点___________________。
②25 min时，增加了______________（填物质的化学式）___________________mol。
③a、b、c、d四个点所表示的反应体系中，气体颜色由深到浅的顺序是_________________（填字母）。

(12分)某反应中反应物与生成物有：FeCl₂、FeCl₃、CuCl₂、Cu。
 
（1）将上述反应设计成原电池如图甲所示，请回答下列问题：
①图中X溶液的溶质是____（填化学式），Cu电极上发生的电极反应方程式为           。
②原电池工作时，盐桥中的_____________ (填“K^＋”或“Cl^－”)不断进入X溶液中。
（2）将上述反应设计成电解池如图乙所示，乙烧杯中金属阳离子的物质的量与电子转移的物质的量关系如图丙，请回答下列问题：
①M是直流电源的__________极；图丙中的②线是_________的物质的量的变化。
②当电子转移为2mol时，向乙烧杯中加入________ L5mol·L^－1NaOH溶液，才能使溶液中所有的金属阳离子沉淀完全。
（3）铁的重要化合物高铁酸钠(Na₂FeO₄)是一种新型饮用水消毒剂，具有很多优点。
①高铁酸钠生产方法之一是电解法，其原理为Fe＋2NaOH＋2H₂ONa₂FeO₄＋3H₂↑，则电解时阳极的电极反应方程式为__________________________________。
②高铁酸钠生产方法之二是在强碱性介质中用NaClO氧化Fe(OH)₃生成高铁酸钠、氯化钠和水，该反应的离子方程式为___________________________________。

镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)₂ + M＝NiOOH + MH，已知：6NiOOH + NH₃ + H₂O + OH^－="6" Ni(OH)₂ + NO₂^－，下列说法正确的是

A．NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH + H2O + e^－= Ni(OH)2 + OH^－

B．充电过程中OH^－离子从阳极向阴极迁移

C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O + M + e^－=" MH" + OH^－，H2O中的H被M还原

D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液

高铁酸钠是一种高效多功能水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产，反应原理为：在碱性条件下，利用NaClO氧化Fe(NO₃)₃制得Na₂FeO₄，过滤得到粗产品，再用NaOH溶液溶解，重结晶，用有机溶剂脱碱，低温烘干得到固体样品。反应方程式为：
3NaClO + 2Fe(NO₃)₃ + 10NaOH＝2Na₂FeO₄↓+ 3NaCl + 6NaNO₃ + 5H₂O
（1）上述制备过程中，用NaOH溶液溶解粗产品而不用水的原因是              。
（2）高铁酸钠电池是一种新型可充电电池，电解质为NaOH溶液，放电时负极材料为Zn，正极产生红褐色沉淀，写出该电池反应方程式            。
（3）生产高铁酸钠的原料之一Fe(NO₃)₃用黑色粉末Fe（含有Fe₃O₄）与稀硝酸反应制备。准确称取该黑色粉末13．12g，加入200mL 4 mol·L^-1 HNO₃搅拌，固体完全溶解，共收集到标准状况下2688mL的气体，经分析其中只含有NO，并测得此时溶液中c(H⁺)＝0．4mol·L^-1（设反应前后溶液体积不变）。通过以上数据，计算该黑色粉末中Fe的质量分数。（写出计算过程，结果保留两位小数）

如图所示，U形管内盛有100mL的溶液，按要求回答下列问题：

（1）打开K₂，合并K₁，若所盛溶液为CuSO₄溶液：则A      极，A极的电极反应式为       ．若所盛溶液为KCl溶液：则B极的电极反应式为              ．
（2）打开K₁，合并K₂，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，则A电极附近可观察到的现象是         ，Na⁺移向    极（填A、B）；总反应化学方程式是           ．
（3）如果要用电解的方法精炼粗铜，打开K₁，合并K₂，电解液选用CuSO₄溶液，则A电极的材料应换成是      （填“粗铜”或“纯铜”），反应一段时间后电解质溶液中Cu²⁺的浓度将会     （填“增大”、“减小”、“不变”）。

下图两个装置中，液体体积均为200 mL，开始工作前电解质溶液的浓度均为0．5 mol/L，工作一段时间后，测得有0．02 mol电子通过，若忽略溶液体积的变化，下列叙述正确的是

A．产生气体体积①=②

B．①中阴极质量增加，②中正极质量减小

C．溶液的pH变化：①减小，②增大

D．电极反应式①中阳极：4OH^－- 4e^－= 2H2O+O2↑，②中负极：2H^++2e^－=H2↑

普通锌锰干电池的简图（下图所示），它是用锌皮制成的锌筒作电极兼做容器，中央插一根碳棒，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液；该电池工作时的总反应为：Zn＋2NH₄⁺＋2MnO₂＝[Zn(NH₃)₂]²⁺＋Mn₂O₃＋H₂O
关于锌锰干电池的下列说法中正确的是

A．当该电池电压逐渐下降后，利用电解原理能重新充电复原

B．电池负极的电极反应式为：2MnO2+2NH4^++2e^- = Mn2O3+2NH3+H2O

C．该电池碳棒可用铜棒代替，但是工作电压会下降

D．外电路中每通过0.1 mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：

（1）判断装置的名称：A池为          ，B池为             。
（2）锌极为____极，电极反应式为         ；铜极电极反应式为            ；石墨棒C₁为____极，电极反应式为         ；石墨棒C₂附近的实验现象为___         _____。
（3）当C₂极析出224 mL气体(标准状况下)时，锌质量      （填增加或减少），为       g；CuSO₄溶液的质量       （填增加或减少），为        g。

N₂O₅是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。
（1）N₂O₅与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式是                   。
（2）一定温度下，在恒容密闭容器中N₂O₅可发生下列反应：2N₂O₅(g)4NO₂(g)＋O₂(g)；ΔH>0
①反应达到平衡后，若再通入一定量氮气，则N₂O₅的转化率将          （填“增大”、“减小”、“不变”）。
②下表为反应在T₁温度下的部分实验数据：

t/s	0	500	1000
c(N2O5)/mol·L^－1	5．00	3．52	2．48

则500 s内N₂O₅的分解速率为                     。
③在T₂温度下，反应1000 s时测得NO₂的浓度为4．98 mol·L^－1，则T₂         T₁（填>、<或＝）。
（3）现以H₂、O₂、熔融Na₂CO₃组成的燃料电池采用电解法制备N₂O₅，装置如图所示，其中Y为CO₂。

写出石墨Ⅰ电极上发生反应的电极反应式                      ，
N₂O₅在电解池的              区生成（填“阳极”或“阴极”）。

如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，电解质是H₂SO₄溶液．已知放电时电池反应为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2﹣═2PbSO₄+2H₂O．下列有关说法正确的是

A．K与N相接时，能量由电能转化为化学能

B．K与N相接时，Pb上发生反应为：Pb-2e^- = Pb^2+

C．K与M连接时，所用电源的a极为负极

D．K与M连接时，PbO2上发生反应为：PbO2+4e^_+4H^++SO4^2^﹣═PbSO4+2H2O