高中化学验证原电池的效果试题

关于甲、乙装置的下列叙述中正确的是

A．甲池中通甲烷的极是负极，溶液中Na^+向Pt电极移动

B．C电极的电极反应为：O2+4e^-+4H^+==2H2O

C．乙池中的总反应为：Cu+H2SO4H2+CuSO4

D．反应过程中，甲、乙装置中溶液的pH都逐渐减小

MnO₂是重要化学物质，某学习小组设计了将粗MnO₂（含有较多的MnO、MnCO₃和Fe₂O₃）样品转化为纯MnO₂实验，其流程如下：

按要求回答下列问题
（1） 第②步操作中，氧化性强弱顺序：ClO₃^－______ MnO₂ (填“＞”“＜”)，当NaClO₃转移2mol电子时，生成的氧化产物的物质的量为________mol。NaClO₃在常温下能够与盐酸反应生成氯气，该反应的离子方程式为___________________。
（2）第④步操作中，最终得到的固体除NaClO₃外，还一定含有下列物质中的_________
a．NaCl         b．NaClO         c．NaClO₄         d．NaOH
（3）MnO₂是碱性锌锰电池的正极材料，则碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是：__________。
（4）为得到纯净的MnO₂，须将过滤后的MnO₂合并后进行洗涤，判断是否洗涤干净可选用的试剂是______(填写一组即可)。工业上可以以石墨为电极电解酸化的硫酸锰制取二氧化锰，该反应的阳极反应式为_____________。

运用化学反应原理研究碳的化合物具有重要意义。
（1）常温下I₂O₅（s）可用于检测CO，反应原理为：5CO(g)+I₂O₅（s）5CO₂(g)+I₂(s) △H＜0。向2L密闭容器中加入足量I₂O₅（s），并通人1molCO，CO₂的体积分数随时间的变化如下图所示：

①0～0.5min内的平均反应速率v(CO)= _____________。
②保持温度和体积不变，若开始加入CO(g)的物质的量是原来的2倍，则下列说法正确的是______。
a．生成I₂的质量为原来的2倍
b．混合气体的平均摩尔质量不变
c．达到平衡的时间为原来的2倍
d．混合气体的密度不变
③反应达a点时，欲增大容器中CO₂的体积分数，可采取的措施为____________。
（2）以为催化剂，可以将的混合气体直接转化为乙酸。
①若该反应的原子利用率为100％，则______________。
②在25℃下，将pH=a的氢氧化钠溶液与pH=b的醋酸溶液等体积混合，若两溶液恰好完全反应，则：_____14(填“>”、“<”或“=”)；该温度下醋酸的电离常数K=__________(用含a、b的式子表示)。
（3）利用反应可以处理汽车尾气，若将该反应设计为原电池，用熔融Na₂O作电解质，其正极电极反应式为________________________________。

碱性硼化钒（VB₂）—空气电池工作时反应为：4VB₂ + 11O₂ = 4B₂O₃ + 2V₂O₅。用该电池为电源，选用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图所示。当外电路中通过0.04mol电子时，B装置内共收集到0.448L气体（标准状况），则下列说法正确的是

A．VB2电极发生的电极反应为：2VB2 + 11H2O - 22e^- = V2O5 + 2B2O3 + 22H^+

B．外电路中电子由c电极流向VB2电极

C．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，然后有气泡产生

D．若B装置内的液体体积为200 mL，则CuSO4溶液的物质的量浓度为0.05 mol/L

(16分)甲醇又称“木醇”或“木精”，沸点64.7℃，是无色有酒精气味易挥发的液体。甲醇有毒，误饮5～10mL能双目失明，大量饮用会导致死亡。甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料，可用于制造甲醛和农药，并常用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。
（1）工业上可利用CO₂和H₂生产甲醇，方程式如下：
CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(l)＋H₂O (g) △H＝Q₁kJ·mol^－1
又查资料得知：①CH₃OH(l)＋1/2 O₂(g)CO₂(g)＋2H₂(g) △H＝Q₂kJ·mol^－1
②H₂O(g)=H₂O(l) △H= Q₃kJ·mol^－1，则表示甲醇的燃烧热的热化学方程式为    。
（2）工业上可用CO和H₂O (g) 来合成CO₂和H₂，再利用（1）中反应原理合成甲醇。某温度下，将1molCO和1.5molH₂O充入10L固定密闭容器中进行化学反应：
CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g) △H＞0,当反应进行到10min时达到平衡，此时测得H₂为0.6 mol。回答下列问题:
①0~10min内H₂O(g)的平均反应速率为                 。
②若想加快正反应速率的同时提高CO的转化率，可以采用的方法是          。
a.升高温度                       b.缩小容器的体积
c.增大H₂O (g)的浓度             d.加入适当的催化剂
③若保持温度容积不变再向其中充入1molCO和0.5molH₂O(g)，重新达到化学平衡状态时,此时平衡混合气体中H₂的体积分数为     。
（3）甲醇燃料电池是符合绿色化学理念的新型燃料电池，下图是以甲醇燃料电池（甲池）为电源的电解装置。已知：A、B、C、D、E、F都是惰性电极，丙中为0.1 mol/L CuSO₄溶液 (假设反应前后溶液体积不变) ，当向甲池通入气体a和b时，D极附近呈红色。回答下列问题：

①a物质是          , A电极的电极反应式为          。
②乙装置中的总化学反应方程式为                   。
③当乙装置中C电极收集到224mL(标况下)气体时, 丙中溶液的pH＝——。

各种污染日趋严重，防止污染、改善水质的主要措施是对废气，废水进行处理．
Ⅰ．已知：汽车尾气处理的反应之一：2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g) △H＜0
将0．20mol NO和0．10molCO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生上述反应，反应过程中部分物质的浓度变化如下左图所示．

①该反应第一次达到平衡时的平衡常数为__________。
②第12min时改变的条件是___________(填“升温”、“降温”)，判断的依据是____________________。
③在第24min时，若保持温度不变，再向容器中充入CO和N₂各0．060mol，平衡将_____移动(填“正向”、“逆向”或“不”)．
Ⅱ．含有乙酸钠和对氯苯酚的酸性废水，可利用微生物电池法除去，其原理如上右图所示
①B是电池的______极(填“正”或“负”)；
②酸性条件下，A极的电极反应式为______________________________。
③设电极两边溶液分别为1L，反应一段时间后，A极区溶液的pH从4变到1，此过程中处理的乙酸钠的质量为_________g 。

(9分)芒硝化学式Na₂SO₄·10H₂O，无色晶体，易溶于水，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设想，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用如图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，无论从节省能源还是提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。

①该电解槽的阳极反应式为                 。此时通过阴离子交换膜的离子数      （填“大于”或“小于”或“等于”）通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钠溶液从出口（填写“A”、“B”、“C”、“D”）          导出。
③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因                       。
④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，则电池负极的电极反应式为           。已知H₂的燃烧热为285.8 kJ/mol，则该燃料电池工作产生36 g H₂O时，理论上有        kJ的能量转化为电能。

观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是

A．装置①中阳极上析出红色固体

B．装置②的待镀铁制品应与电源正极相连

C．装置③闭合电键后，外电路电子由a极流向b极

D．装置④的离子交换膜允许阳离子、阴离子、水分子自由通过

某同学为研究电化学原理，使用KC1盐桥设计如图所示实验装置。下列分析不合理的是

A．闭合K2断开K1，左侧烧杯中的Fe^2+向铁电极移动

B．无论闭合K1断开K2，还是断开K1闭合K2，石墨电极上发生的反应都是

C．闭合K，断开K2，电流从石墨电极经过K．流向铁电极

D．闭合K，断开K2，左侧烧杯中的溶液pH将逐渐降低

（共10分）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。

（1）通入甲烷的一极作原电池的____极（填“正”或“负”）
（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b极得到的气体是____。
（3）该甲烷燃料电池中，负极反应式为________，正极反应式为_________________。
（4）甲烷燃料电池工作时，若某一电极上消耗11.2 L（标准状况下）的CH₄气体，线路中转移电子的个数是____。

（1）甲醇(CH₃OH)是重要的能源物质，研究甲醇具有重要意义。为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了Y₂O₃的ZrO₂晶体，在高温下它能传导O^2-。电池工作时正极反应式为                            。
若以该电池为电源，用石墨做电极电解100 mL含有如下离子的溶液。

离子	Cu^2+	H^+	Cl^-
c/mol·L^-1	1	4	4	1

电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，阳极上收集到氧气标况下的体积为      L。
（2）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除去甲醇的离子反应为                                       ，该过程中被氧化的元素是        ，当产生标准状况下2.24 L CO₂时，共转移电子   mol。

如图所示，将纯铁棒和石墨棒插入1 L饱和NaCl溶液中。下列说法正确的是

A．去掉电源，将M、N用导线直接相连，则Fe棒上产生气泡

B．M连接电源正极，N连接电源负极，则Fe棒被保护不会溶解

C．M连接电源负极，N连接电源正极，当两极产生气体总量为22.4 mL(标准状况)时，则生成0.001 mol NaOH

D．M连接电源负极，N连接电源正极，如果把烧杯中的溶液换成1 L CuSO4溶液，反应一段时间后，烧杯中产生蓝色沉淀

下列电化学实验装置正确的是

钠及其化合物具有广泛的用途。
（1）用Na₂CO₃熔融盐作电解质，CO、O₂为原料组成的新型电池的研究取得了重大突破。该电池示意图如图：

负极电极反应式为                               ，为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环。
（2）常温下，浓度均为0.1mol·L^-1的下列五种钠盐溶液的pH如下表；

溶质	CH3COONa	NaHCO3	Na2CO3	NaClO	NaCN
pH	8.8	9.7	11.6	10.3	11.1

上述盐溶液中的阴离子，结合H⁺能力最强的是_________（填离子符号），根据表中数据，浓度均为0.01mol·L^-1的下列四种酸的溶液分别稀释100倍，pH变化最大的是________（填编号）。
A．HCN         B．HClO          C．CH₃COOH            D．H₂CO₃
（3）实验室中常用NaOH来进行洗气和提纯。
当300mL 1mol·L^-1的NaOH溶液吸收标准状况下4.48LCO₂时，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______________________________________。几种离子开始沉淀时的pH如下表：

离子	Fe^2+	Cu^2+	Mg^2+
pH	7.6	5.2	10.4

当向含相同浓度Cu²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺离子的溶液中滴加NaOH溶液时，_______（填离子符号）先沉淀，
K_sp[Fe(OH)₂]         K_sp[Mg(OH)₂]（填“＞”、“＝”或“＜”）。

(12分)如图所示，甲、乙是电化学实验装置，请回答下列问题：

（1）若甲、乙两个烧杯中均盛放饱和NaCl溶液。
①甲中石墨棒上的电极反应式是________________________。
②将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯的上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为电解生成的某种气体A氧化了I^－生成了I₂。若A气体和I₂按物质的量之比为5∶1反应，且生成两种酸，该反应的化学方程式为___________________。
③如果不考虑气体产物与烧杯中溶液之间的反应，当乙反应有0.01 mol电子转移后停止实验，烧杯中溶液的体积为100 mL，则溶液混匀后的pH＝________。
（2）若甲、乙两烧杯中均盛放CuSO₄溶液。
①甲中铁棒上的电极反应式为______________________________________。
②乙中总反应的离子方程式为_____________________________________。
③如果起始时乙中盛放100 mL pH＝5的CuSO₄溶液(25 ℃)，一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到起始时的浓度(忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入________(填写物质的化学式)________g。