高中化学验证原电池的效果填空题

氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：
(1)氮元素原子的L层电子数为________；
(2)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N₂O₄反应生成N₂和水蒸气。
已知：①N₂(g)＋2O₂(g)=N₂O₄(l)　 ΔH₁＝－19.5 kJ·mol^－1
②N₂H₄(l)＋O₂(g)=N₂(g)＋2H₂O(g)　 ΔH₂＝－534.2 kJ·mol^－1
写出肼和N₂O₄反应的热化学方程式________________________；
(3)已知H₂O(l)=H₂O(g)　ΔH₃＝＋44 kJ·mol^－1，则表示肼燃烧热的热化学方程式为________________________。
(4)肼—空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为________________________。

到目前为止，由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的最主要的能源。
（1）在25℃、101kPa下，16g的甲醇（CH₃OH）完全燃烧生成CO₂和液态水时放出352kJ的热量，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式                      。
（2）化学反应中放出的热能（焓变，△H）与反应物和生成物的键能（E）有关．
已知：H₂（g）+Cl₂（g）="2HCl" （g）△H=﹣185kJ/mol，
E（H﹣H）=436kJ/mol， E（Cl﹣Cl）=243kJ/mol则E（H﹣Cl）=          
（3）①如图是N₂和H₂反应生成2mol NH₃过程中能量变化示意图，请计算每生成1mol NH₃放出热量为：         ； ②若起始时向容器内放入1mol N₂和3mol H₂，达平衡后N₂的转化率为20%，则反应放出的热量为Q₁ kJ，则Q₁的数值为              ；

若在同体积的容器中充入2mol N₂和6mol H₂，达平衡后放出的热量为Q₂ kJ，则Q₂       2Q₁（填“＞”、“＜”或“=”）

新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位，可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO₄)是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：
方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH₃COO)₂Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。
方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
请回答下列问题：
（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是_________________。
（2）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为________________。
（3）已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为                                。

用铜、锌和硫酸铜溶液设计一个原电池。
原电池的负极是        ，电极反应式是                      ；
正极是         ，电极反应式是                             。

（1）原电池是一种把           转化为            的装置。
（2）铜-锌-稀硫酸电池中，负极的电极反应式是             。

某学习小组依据反应：SO₂(g)+ Cl₂(g)SO₂Cl₂(g) △H＜0，设计制备磺酰氯（SO₂Cl₂）的装置如图甲，有关信息如表所示。

	SO2Cl2	Cl2	SO2
熔点/℃	–54.1	–101	–72.4
沸点/℃	69.1	–34.6	–10
性质	遇水发生剧烈水解

 

（1）若用浓盐酸与高锰酸钾为原料制取Cl₂，反应的离子方程式为______________；
（2）B仪器的作用是________________；
（3）为了便于混合物的分离且提高反应物的转化率，A装置的反应条件最好选择_____。
A．冰水浴         B．常温             C．加热至69.1℃            D．沸水浴
（4）如果通入的Cl₂或SO₂含有水蒸气，氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为____。
（5）实验时先通入干燥的Cl₂将A装置中的空气赶走，再缓慢通入干燥的SO₂，即发生反应。充分反应后，继续通入Cl₂使装置中的SO₂进入烧杯中被吸收。分离产物后，向获得的SO₂Cl₂中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液W。经分析SO₂Cl₂与H₂O反应属于非氧化还原反应，写出该反应的化学方程式___________________。
（6）GET公司开发的Li-SO₂Cl₂军用电池，其示意图如图乙所示，已知电池反应为：2Li+SO₂Cl₂ = 2LiCl+SO₂，则电池工作时，正极的电极反应式为__________________。

据报道，苹果公司开发了一种以液态甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可连续使用一个月。下图是电化学过程的示意图。

已知甲池的总反应式为：2CH₃OH＋3O₂＋4KOHK₂CO₃＋6H₂O，请填空：
（1）充电时：①原电池的负极与电源______极相连，②阳极的电极反应为________。
（2）在此过程中若完全反应，乙池中B极的质量增加648g，则甲池中理论上消耗O₂_______L（标准状况下）。
（3）电解制备Al(OH)₃时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为           。

银是一种贵金属，古代常用于制造钱币及装饰器皿，现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。回答下列问题。
（1）久存的银制器皿表面会变黑，失去银白色的光泽，原因是          。
A．Ag与空气中的氧气反应生成氧化银
B．Ag与空气中的含硫化合物反应生成硫化银
C．Ag与空气中氧及含硫化合物反应生成硫化银
（2）已知K_sp(AgCl）=1.8×10^-10，若向50mL 0.018mol·L^-1的AgNO₃溶液中加入50mL 0.020mol·L^-1的盐酸，混合后溶液中的Ag⁺的浓度为          mol·L^-1，pH为          。
（3）AgNO₃溶液光照易分解，生成Ag和红棕色气体等物质，其光照分解的化学方程式为          。
（4）如图下所示原电池正极的反应式为          。

常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等，废弃后进入环境将造成严重危害．某化学兴趣小组拟采用如图1处理方法回收废电池中的各种资源．
（1）填充物用60℃温水溶解，目的是                   ．
（2）操作A的名称为                   ．
（3）铜帽溶解时加入H₂O₂的目的是                        (用化学方程式表示)．铜帽溶解完全后，可采用                方法除去溶液中过量的H₂O₂．
（4）碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn(OH)₂，其负极的电极反应式为                  ．
（5）滤渣的主要成分为含锰混合物，向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止．主要反应为2MnO(OH)+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄=3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O．
①当1mol MnO₂参加反应时，共有                 mol电子发生转移．
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应，试写出该应的化学方程式：               ．
（6）锌锰干电池所含的汞可用KMnO₄溶液吸收．在不同pH下，KMnO₄溶液对Hg的吸收率及主要产物如图2所示：

根据图可知：
①pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高，汞的吸收率                 ．
②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO₄在酸性条件下                强．

(18分)甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：

(1)若两池中均为CuSO₄溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是甲池中的________棒，乙池中的________棒。
②乙池中阳极的电极反应式是_______________________________________________ _
(2)若两池中均为饱和NaCl溶液：
①乙池中碳极上电极反应属于____________(填“氧化反应”或“还原反应”)，写出乙池中该电极反应的离子方程式_______________________________________。
②甲池中碳极上电极反应式是_____________，检验该负极反应产物的方法是_____________________________用离子方程式表示_______________________________
③若乙池转移0.02 mol e^－后停止实验，池中溶液体积是200   mL，则溶液混匀后的pH＝________。

(16分) 下图中甲、乙、丙的电极材料都是石墨和铁，其中丙是氯碱工业生产示意图。
 
（1）若甲、乙两烧杯均盛放CuSO₄溶液，
①甲中铁棒上的电极反应式为_______________________________________。
②乙装置工作一段时间后，向烧杯中加入适量的碱式碳酸铜【Cu₂(OH)₂CO₃】，能使溶液恢复到起始状态，请写出这段时间内乙装置发生的所有反应的化学方程式
________________________________________________________________________。
（2）若甲、乙两烧杯均盛放饱和NaCl溶液，
①甲中石墨棒上的电极反应式为___________________。
②将湿润的淀粉碘化钾试纸放在乙烧杯______（填“Fe”或“C”）电极的上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl₂氧化了生成的I₂。若反应物Cl₂和I₂的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，则其对应的化学方程式为_________________________。
③假设产生的气体全部逸出溶液，当乙反应有0.01 mol电子转移后停止实验，此时烧杯中溶液的体积为100 mL，则溶液混合均匀后的pH = ____________。
④当乙中的反应用于工业生产时，为了阻止两极产物之间的反应，通常使用如丙图所示的装置，其中离子交换膜只允许Na^＋通过，Na^＋的移动方向如图中标注，则H₂的出口是________(填代号)。

一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应式”，一个是“还原反应式”。如2Fe³⁺ ＋ Cu ==2Fe²⁺＋Cu²⁺，可拆写为氧化反应式：Cu－2e^－ ==Cu²⁺，还原反应式：2Fe³⁺ ＋ 2e^－ ="=" 2Fe²⁺。并由此实现了化学能与电能的相互转化。据此，回答下列问题：                                   

（1）将反应Zn ＋ 2H⁺ ="=" Zn²⁺ ＋ H₂↑拆写为两个“半反应式”：其中，氧化反应式为：     。
（2）由题（1）反应，设计成原电池如图所示：

若电极a为Zn ，电极b可选择材料：    （只填一种）；
电解质溶液甲是    ；电极b处的电极反应式：    。
（3）由反应2H₂ + O₂ 2H₂O ，设计出以稀硫酸为电解质溶液的燃料电池，其电极反应式为：
负极         ，正极      。
（4）以惰性材料为电极，电解100mL PH=6的硫酸铜溶液，当电解池内溶液的PH为1时，电极上析出的铜的质量为             （忽略电解前后溶液体积的变化）。

下图A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。

（1）A中反应的离子方程式是_______________________________________。
（2）B中Cu极的电极反应式是______________________________________。
（3）C中被腐蚀的金属是__________（填化学式），A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的是顺序是_____________（用“＞”表示）。

下图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题：

(1)当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，写出该原电池的总的离子反应反应方程式：                                           
正极的电极反应式为：                                                   
当a极溶解的质量为5.4g时，有     mol电子通过导线
(2)当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时，
该装置            (填“能”或“不能”)形成原电池，
若不能，请说明理由                                                      （若能该空不作答），
若能，该原电池的正极为        ；该原电池总的化学反应方程式为：                                                                                                         

(11分)设计燃料电池使汽油氧化直接产生电流，是本世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2-。回答下列问题：
（1）以辛烷（C₈H₁₈）为汽油的代表物，则这个电池放电时必发生反应的化学方程式是                                           。
（2）这个电池负极的电极反应式为C₈H₁₈ + 25O^2- =8CO₂ + 9H₂O +50e^-,，正极的电极反应式为                         ,固体电解质里O^2-的移动方向是                     。
（３）用此电池分别电解以下两种溶液，假如电路中转移了0.02 mol e^-，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题。
①电解M(NO₃)_x溶液时某一电极增加了g M，则金属M的相对原子质量         
（用含“、x”的表达式表示）。
②电解含有0.01 mol CuSO₄和0.01 mol NaCl的混合溶液100mL，阳极产生的气体在标准状况下的体积是                         ；将电解后的溶液加水稀释至1L，此时溶液的c（H⁺）=             。