高中化学验证原电池的效果试题

银锌原电池广泛用于各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：
Ag₂O+Zn+H₂O 2Ag+Zn(OH)₂,在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（　　　）

A．Zn(OH)2

B．Ag

C．Ag2O

D．Zn

将锌片和铜片用导线相连后一同插入稀硫酸中，导线上便有电流通过。

（1）锌片为___  ___（填“正极”或“负极”），电极反应是                   。
（2）铜片为__________（填“正极”或“负极”），发生     反应（填“氧化”或“还原”）。
（3）该原电池工作时，溶液中的SO₄^2-向     极移动，铜极上的现象是                。

（1）实事证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是                    。
A．C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) △H>0
B．NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H₂O(1)  △H<0
C．2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(1) △H<0
（2）以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其负极反应的电极反应式为                        。
（3）电解原理在化学工业中有着广泛的应用。
现将你设计的原电池通过导线与下图中
电解池相连，其中，a为电解液，X和Y是两块电极板，则：

①        若X和Y均为惰性电极，a为CuSO₄溶液
则阳极的电极反应式为                           ，电解时的化学反应方程式为                       ，通过一段时间后，向所得溶液中加入0.2molCuO粉末，恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为         。
②若X、Y分别为铁和铜，a仍为CuSO₄溶液，则Y极的电极反应式为           
③若用此装置电解精炼铜，         做阳极，电解液CuSO₄的浓度         (填“增大”、“减小”或“不变”)。
④若用此装置在铁制品上镀铜，铁制品做         ，电镀液的浓度         (填“增大”、“减小”或“不变”)。

原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法中不正确的是(　　)

A．由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，放电时SO4^2^－向Al电极移动

B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为： Al－3e^－＋4OH^－===AlO2^－＋2H2O

C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu－2e^－===Cu^2^＋

D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池作电源，用石墨电极来电解硝酸银溶液，当析出1 mol Ag时，消耗铜电极32 g

研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO₂＋2Ag＋2NaCl=Na₂Mn₅O₁₀＋2AgCl，下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是     （  ）

A．正极反应式：Ag＋Cl^－－e^－="AgCl"

B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子

C．Na^＋不断向“水”电池的负极移动

D．AgCl是B还原产物

(1)实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠，化学反应方程式为_______________。要清洗附着在试管壁上的硫，可用的试剂是________。

(2)如图所示为钠硫高能电池的结构示意图。该电池的工作温度为320℃左右，电池反应为2Na＋xS＝Na₂S_x，负极的电极反应式为________，正极的电极反应式为________。M(由Na₂O和Al₂O₃制得)的两个作用是________________。与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的________倍。（Pb的相对原子质量为 207）
(3)Na₂S溶液水解的化学方程式             。溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______，向该溶液中加入少量固体CuSO₄，溶液pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。

甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO和H₂化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为： CO(g)＋2H₂(g)  CH₃OH (g)  △H ₁（反应Ⅰ）
该反应的原料CO和H₂本身都可作为燃料提供动力，已知这两种物质燃烧的热化学方程式为：
CO(g)＋O₂(g)＝CO₂(g)   △H ₂＝－283 kJ·mol^－1  (反应Ⅱ)
H₂(g)＋O₂(g)＝H₂O(g)   △H₃＝－242 kJ·mol^－1  (反应Ⅲ)
某些化学键的键能数据如下表：

化学键	C－C	C－H	H－H	C－O	CO	H－O
键能／kJ·mol^－1	348	413	436	358	1072	463

请回答下列问题：
⑴反应Ⅰ的焓变△H₁＝          。
⑵CH₃OH (g)燃烧生成CO₂(g)和H₂O(g)的热化学方程式为：
CH₃OH(g)＋O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g)  △H₄
该反应的焓变△H₄＝           。
与CO和H₂相比，甲醇作为汽车动力燃料的优点是                        
                                                                    。
⑶反应Ⅰ的平衡常数表达式为                                                。
为提高甲醇的产率，可以采取的措施有                                   
                                                                     
                                                         （写出3点）。
既能提高产率，又能提高反应速率的措施是                               。
⑷甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，该燃料电池的电池反应式为：CH₃OH(l)＋O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l)。其工作原理示意图如下：

①在上图的横线上标出a、b、c、d四个出入口通入或排出的物质名称（或化学式）
②负极的电极反应式为                   。

(14分）近年来，我闽许多地区气候异常现象频发，如：云南持续几个月的干旱、北方频发的沙尘暴等，使环境问题再次成为公众的焦点是对环境影响较大的儿种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。
(1）下列做法中，有利于降低大气中的浓度的有__________ (选填字母)。
a.   直接用煤做燃料
b.  开私家车
c.   棺树造林以增加绿化面积
d.  研究、幵发太阳能使之走进寻常百姓家
(2 )用CO和H₂做原料可以合成甲醇，作为液体燃料。已知：

请写出用合成气（CO和H₂)合成1mol液态甲醇的热化学反应方程式：__________
(3) 利用电化学原理将CO、SO₂R化为重要化工原料，装置如图所示：

①若A为CO,B为H₂, C为CH₃OH,则通入CO的一极为_____极
②若A为SO₂,B为O₂,C为H₂SO₄,则负极的电极反应式为：__________
(4) ①已知：密闭容器中，条件下， ,其平衡常数K=13.3。
当此反应达到平衡时，若，则=_______________(保留两位有效数字)。
②若改变上述体系的某个条件，达到新的平衡后，测得混合气体屮，，则改变的条件是____________________

根据右图，可判断出下列离子方程式中错误的是（   ）

A．2Ag(s)+Cd^2+(aq)＝2Ag^+(aq)+Cd(s)

B．Cd (s)+Co^2+(aq)＝Cd^2+(aq)+Co(s)

C．2Ag^+ (aq)+Cd(s)＝2Ag(s)+Cd(aq)

D．2Ag^+ (aq)+Co(s)＝2Ag(s)+Co(aq)

(8分)德国人哈伯在1913年实现了合成氨的工业化生产，反应原理：
N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)；已知298 K时，
ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1，ΔS＝－198.2 J·mol^－1·K^－1，试回答下列问题：
(1)计算说明298 K下合成氨反应能否自发进行？________(填“能”或“不能”)；在298 K时，将10 mol N₂和30 mol H₂放入合成塔中，为什么放出的热量小于924 kJ？________。

(2)如图在一定条件下，将1 mol N₂和3 mol H₂混合于一个10 L的密闭容器中，反应达到A平衡时，混合气体中氨占25%，试回答下列问题：
①N₂的转化率为________；
②在达到状态A时，平衡常数K_A＝________(代入数值的表达式，不要求得具体数值)，当温度由T₁变化到T₂时，K_A________K_B(填“＝”、“<”或“>”)。
③在达到状态B时，下列说法正确的是(　　)
a．通入氩气使压强增大，化学平衡向正反应方向移动
b．N₂的正反应速率是H₂的逆反应速率的1/3倍
c．降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小
d．增加N₂的物质的量，H₂的转化率降低
(3)若在恒温、恒压条件下合成氨反应达到平衡后，再向平衡体系中通入氩气，平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)。
(4)在1998年希腊亚里斯多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H^＋)，实现了高温高压下高转化率的电化学合成氨，其实验装置如图：

则阴极的电极反应式为____________________________________________________。

在海底和青藏高原都发现了名为“可燃冰”的环保型新能源，主要成分是CH4，CH4在光照下可与Cl2反应，也可以用CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇等新型燃料。
（1）CH4可与Cl2反应，其反应机理如下：

（2）Cl2→2Cl2 △H=" +243" kJ·mol-1
则CH4与Cl2反应生成CH3Cl（g）的热化学方程式为：________
（2）在一定条件下，发生反应：CH4（g）+H2O（g）ClO（g）+3H2（g）△H>0。
在其它条件不变的情况下降低温度，逆反应速率将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。若在2L密闭容器中发生反应，T℃时，通入2 mol CH4（g）和2 mol H2O（g），反应达平衡后，生成l mol CO，此时向容器中同时加入1mol CO和3 molH2的混合气体（保持温度不变），则平衡将 _______（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）移动，达到新平衡后平衡常数_______
（3）CH4（g）和H2O（g）生成的CO和H2在一定条件下可发生反应CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H=—90.1kJ·mol-1，恒容条件下达平衡，下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO)增大的有________（选填序号）。
a．再充入1 mol H2  b．使用健化剂  c．再充入2 mol CO  d．升高温度
（4）CH4可用于设计燃料电池，甲烷燃料电池的工作原理如下图所示：则正极的电极反应式为________；反应一段时间后溶液的pH________（填“升高”、“降低”
或“不变”）。

若将反应：Zn+H₂SO₄= ZnSO₄+H₂↑设计成原电池（装置如右），
则下列说法正确的是
   

A．d溶液是稀硫酸

B．c溶液颜色变蓝

C．b极发生氧化反应

D．a极是铜棒

用铜片、银片设计成如图所示的原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是        （   ）

A．电子通过盐桥从乙池流向甲池

B．铜导线替换盐桥，原电池仍继续工作

C．开始时，银片上发生的反应是：Ag—eAg^＋

D．将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池总反应相同

溶氧分析仪能连续、自动测量水中微量的溶解氧含量，可用于工业锅炉用水，实验室制备除氧水等方面。溶氧分析仪的核心部件是氧传感器，传感器中银做阳极，金做阴极，二电极之间连接一稳定的直流电源，以氯化钾溶液为电解质溶液，电解质溶液与取样水之间有一层氧气可以透过的薄膜，测量金电极上产生的还原电流的大小得出氧气的含量。
⑴　试写出溶氧分析仪的有关电极反应式
阴极_______________________________，阳极____________________________________
⑵　请从你写的电极反应式推测影响氧传感器的性能的因素可能有哪些？
在高温下高炉中氧含量的测定可用氧化锆(ZrO₂)氧传感器来测定，在氧化锆中加入MgO,Y₂O₃等立方晶系的氧化物后，在600℃以上高温时成为氧的快离子导体。其导电性能主要源于掺杂晶体中的氧离子空位。下图为氧化锆固体电解质的导电原理。

⑶　写出高氧侧和低氧侧的电极反应式
高氧侧______________________________，低氧侧________________________________
⑷　若某掺杂电极Y₂O₃的ZrO₂晶体中氧离子空位数为3.01×10²⁰个，则理论上掺杂的Y₂O₃质量为多少克？