高中化学验证原电池的效果填空题

工业上金属的冶炼过程复杂。
（1）炼铁涉及的2个热化学方程式：
Fe₂O₂(s)+1/3CO(g)＝2/3Fe₃O₄(s)+1/3CO₂(g) △H＝－15.73kJ•mol^-1
Fe₃O₄+CO(g)＝3FeO(s)+CO₂(g)  △H＝＋640.4kJ•mol^-1
则反应Fe₂O₃（s）+CO（g）＝2FeO（s）+CO₂（g）的△H＝__________；
（2）工业上电解硫酸锌溶液可实现湿法炼锌（控制条件，使H⁺难放电、阳极电极不溶解）．写出电解总反应离子方程式____________________；
（3）将干净的铁片浸于熔融的液态锌水中可制得镀锌钢板，这种钢板具有很强的耐腐蚀能力。镀锌钢板的镀层一旦被破坏后，锌将作为原电池的___极发生___反应。（填“氧化”或“还原”）
（4）实验室用镀锌钢板与稀硫酸制取标准状况下的氢气4.48L，则该反应转移的电子数为______，消耗硫酸的物质的量是_____________。

已知H₂O₂是一种弱酸，在强碱性溶液中主要以HO₂^— 形式存在。目前研究比较热门的Al-H₂O₂电池，其电池总反应为2Al+3HO₂^－=2AlO₂^－+OH^－+H₂O。现以Al—H₂O₂电池电解尿素[CO(NH₂)₂]的碱性溶液制备氢气(右池中隔膜仅阻止气体通过，b、c、d均为惰性电极)。试回答下列问题

电极b是    极，电极反应式为                                                 ，
（2）右池是      池，电极c的电极反应式为                                           ，
（3）通电2min后，Al电极质量减轻2.7g，则产生氮气的体积为        。（标准状况）

（1）图1装置发生反应的离子方程式为                            。
图2装置中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol·L^-1的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL0.5mol·L^-1的CuSO₄溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞溶液，观察到石墨电极附近首先变红。
①电源的M端为    极，甲烧杯中铁电极的电极反应式为                 。
②乙烧杯中电解反应的化学方程式为                       。
③停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重 0.64 g，甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为         mL 。
（3）图3是乙醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）结构示意图，写出a处的电极反应式               。

金属铜不溶于稀硫酸，可溶于铁盐溶液生成铜盐与亚铁盐。现将一定量的铜片加入到100 mL稀硫酸和硫酸铁的混合溶液中，铜片完全溶解。
（1）写出铜溶于上述混合溶液的离子方程式                。
（2）若在如图Ⅰ所示的装置中发生（1）中的反应，

则X极是    （“正极”或“负极”），电极反应式是     
（3）铜完全溶解时，所得溶液中Fe^3＋、Cu^2＋、H^＋三种阳离子的浓度均为0.2 mol/L（假设溶液体积不变），若用电解方法回收铜，装置如图Ⅱ所示。

①电解开始阶段，阳极的电极反应式为              ，阴极的电极反应式为                  。
②判断溶液中的Cu²⁺已完全析出的现象是                  。当Cu²⁺恰好完全析出时，转移电子的物质的量            。

(10分)
（1）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应正极电极反应式为_______；放电时，CO₃^2-移向电池的______(填“正”或“负”)极。
（2）碳氢化合物完全燃烧生成CO₂和H₂O。常温常压下，空气中的CO₂溶于水，达到平衡时，溶液的pH＝5.60，c(H₂CO₃)＝1.5×10^-5 mol·L^-1。若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃ HCO₃^-+H⁺的平衡常数K₁＝_____________。（已知：10^-5.60＝2.5×10^-6）
（3）常温下，0.1 mol·L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，则溶液c(H₂CO₃)______c(CO₃^2-)(填“＞”、“＝”或“＜”)，原因是__________（用离子方程式和必要的文字说明）。

(9分)根据下列氧化还原反应2FeCl₃＋Cu===2FeCl₂＋CuCl₂设计一个原电池：

请回答下列问题：
（1）电极X的材料是________；电解质溶液Y是________；
（2）银电极为电池的________极，发生的电极反应为_________________________；
X电极上发生的电极反应为_________________________；
（3）外电路中的电子是从________电极流向________电极(填具体电极如Ag”)。

将洁净的金属片Fe、Zn 、A、B 分别与Cu用导线连结浸在合适的电解质溶液里。实验并记录电压指针的移动方向和电压表的读数如下表所示：

金属	电子流动方向	电压/V
Fe	Fe  → Cu	+0．78
Zn	Zn  → Cu	+1．10
A	Cu  → A	－0．15
B	B  → Cu	+0．3

根据以上实验记录，完成以下填空：
（1）构成两电极的金属活动性相差越大，电压表的读数越          （填“大”、“小”  ）。Zn、A、B三种金属活动性由强到弱的顺序是                 。
（2）Cu与A组成的原电池，           为负极，此电极反应式为   。
（3）A、B形成合金，露置在潮湿空气中，          先被腐蚀。

如图所示的框图中，A～I都是由短周期元素组成的常见物质。其中A是气体，它的水溶液呈碱性；氧化物D和氧化物F都易与人体血液中的血红蛋白结合而使人中毒；单质E可作半导体材料。

（1）化合物A的化学式是_______________________。
（2）组成单质E的元素在元素周期表中的位置是____________________________；
H+I反应的化学方程式为______________________________________。
（3）标准状况下，将2.24 L氧化物F和1.68 L单质B同时通入1 L氧化物G中(反应前后溶液体积的变化忽略不计)，所得溶液的pH=___________。此时再向溶液中通入2.24 L化合物A，完全反应后所得溶液的pH＜7，用离子方程式表示其原因：____________________________________。
（4）单质B和单质C在一定条件下可组成原电池(用KOH溶液作电解质)，则该原电池负极的电极反应式为________________________________________________。

(本题6分)依据某氧化还原反应设计的原电池如图所示。
（1）该氧化还原反应的离子方程式为_________________________________。
（2）若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出铜片和银片洗净干燥后称重，总质量为67．6g，请计算：通过导线的电子的物质的量。（要求有计算过程）

(本题10分)电化学在工业生产中有广泛应用。
（1）下图所示装置中，两玻璃管及烧杯中是滴有酚酞的NaCl饱和溶液C(Ⅰ)、C(Ⅱ)为多孔石墨电极。

①电解NaCl饱和溶液的化学方程式为：_________________________。
②接通S₁后，C(Ⅰ)附近溶液变红，两玻璃管中均有气体生成。则电极C(Ⅰ)是_________(填“阳”或“阴”)；C(Ⅱ)电极反应所得气体产物为_________。
③通电一段时间后(玻璃管中液面未脱离电极)，断开S₁，接通S₂，电流表的指针发生偏转，此时电极C(Ⅰ)为_________(填“正”或“负”)极；C(Ⅰ)的电极反应为：______________________________________。
（2）若用此装置精炼粗铜，断开S₂，接通S₁，电解液选用CuSO₄溶液；粗铜接电池的_________(填“正”或“负”)极，阴极发生的电极反应为：_____________________________。

（1）肼(N₂H₄)又称联氨，在常温下是一种液态燃料，可用作火箭燃料。已知在25℃时,101kPa时，1gN₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气和H₂O，放出19.5kJ热量，表示N₂H₄燃烧热的热化学方程式是        。
（2）肼－空气燃料电池是一种碱性燃料电池，肼－空气燃料电池放电时：正极的电极反应式：              ；负极的电极反应式：         。
（3）下图是一个电解过程示意图。假设使用肼－空气燃料电池作为该过程中的电源，铜片质量变化为16g，则肼－空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气       L。(假设空气中氧气体积分数为20%)

(12分)(1)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241．8kJ,写出该反应的热化学方程式:               。若1ｇ水蒸气转化成液态水放热2．5kJ,则氢气的燃烧热为△Ｈ=    kJ/mol。
（2）近年来已经研制出甲烷（CH₄）燃料电池，该电池的电解质溶液为H₂SO₄溶液，
写出该电池负极的电极反应式：_____________________________。
该电池总反应式：_____________________________。
（3）用惰性电极电解AgNO₃溶液，写出该电解反应的化学方程式               ；若在阳极收集到 0．32 g O₂，中和电解生成的酸需0．4 mol·L^-1NaOH溶液        mL

甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题。
（1）高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H₂)还原氧化铁，有关反应为：
CH₄(g)＋CO₂(g)===2CO(g)＋2H₂(g) ΔH＝+260 kJ·mol^－1
已知：2CO(g)＋O₂(g)===2CO₂(g)   ΔH＝－566 kJ·mol^－1。
则CH₄与O₂反应生成CO和H₂的热化学方程式为______________________________。
（2）如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池（电解质溶液为2L 2mol/LKOH溶液），通过装置Ⅱ制备稀H₂SO₄。若持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷的体积V L。

①0<V≤44.8时，装置Ⅰ的总反应方程式为：                        。
②44.8<V≤89.6时，装置Ⅰ中负极电极反应为：                                。
③装置Ⅱ中C棒上的电极反应式为：                        。
④ 若装置Ⅰ中消耗的甲烷在标况下的体积为22.4L，则装置Ⅱ中理论上生成的H₂SO₄的物质的量为        mol。

化学反应原理是探索化学反应内在的规律，是化学的精髓所在，也是化学的魅力所在。请利用化学反应原理的相关知识回答下列问题。
（1）寝室楼梯口挂着红色的灭火器，其中有一种泡沫灭火器是利用碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液反应生成大量的二氧化碳来灭火。请写出该反应的离子方程式：                         。
（2）学校运动场边的铁制护网容易生锈，可以利用电化学腐蚀的原理来解释这一现象。请写出钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应式：                                   。
（3）学校的锅炉房一般会定期去除锅炉水垢。水垢中含有的CaSO₄，可先用Na₂CO₃溶液处理，而后用酸去除。请用一个离子方程式表示Na₂CO₃的作用：                          。
（4）我们所使用的自来水一般要经过杀菌消毒处理，其中Cl₂也曾用于自来水的消毒。工业上常用电解饱和食盐水的方法制取Cl₂，请写出该反应的化学方程式：                        。

铜在工农业生产中有着广泛的用途。
（1）配制CuSO₄溶液时需加入少量稀H₂SO₄，其原因是          （只写离子方程式）。
（2）某同学利用制得的CuSO₄溶液，进行以下实验探究。
①图甲是根据反应Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄设计成铁铜原电池，请图甲中的横线上完成标注。

②图乙中，I是甲烷燃料电池的示意图，该同学想在II中实现铁上镀铜，则应在a处通入    (填“CH₄”或“O₂”)，b处电极上发生的电极反应式为         ==4OH^-；
若把II中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.1molNaCl溶液400mL，当阳极产生的气体为448mL(标准状况下)时，溶液的pH=     （假设溶液体积变化忽略不计)。
（3）电池生产工业废水中常含有毒的Cu²⁺等重金属离子，常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去[室温下Ksp(FeS)＝6.3×10^－18mol²·L^－2，Ksp(CuS)＝1.3×10^－36mol²·L^－2]。请结合离子方程式说明上述除杂的原理：当把FeS加入工业废水中后，                直至FeS全部转化为CuS沉淀，从而除去溶液中Cu²⁺。