高中化学验证原电池的效果填空题

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“=”）

如下图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为：2CH₃OH＋3O₂＋4KOH===2K₂CO₃＋6H₂O。

（1）甲池是________装置。
（2）乙池中A(石墨)电极的名称是________。
（3）写出通入CH₃OH的电极的电极反应式：_________________________。
（4）乙池中反应的化学方程式为______________________________________。
（5）当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O₂________ mL(标准状况)；此时丙池某电极上析出0.60 g某金属，则丙池中的某盐溶液可能是________(填序号)。

A．MgSO4

B．CuSO4

C．NACl

D．AgNO3

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                                。

普通纸张的主要成分是纤维素。在早期的纸张生产中，常采用纸张表面涂敷明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散。请回答下列问题：
（1）人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损，严重威胁纸质文物的保存。经分析检验，发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关，其中的化学原理是_____________________________________为了防止纸张的酸性腐蚀，可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂，该工艺原理的离子方程式为__________。
（2）为了保护这些纸质文物，有人建议采取如下措施：喷洒Zn(C2H5)2。Zn(C2H5)2可以与水反应生成氧化锌和乙烷，生成的氧化锌可以防止酸性腐蚀。用该方法生成氧化锌的化学方程式为__________________。
（3）现代造纸工艺常用钛白粉(TiO2)替代明矾。钛白粉的一种工业制法是以钛铁矿(主要成分为FeTiO3)为原料按下列过程进行的，请完成下列化学方程式：
①     FeTiO3＋     C＋      Cl2       TiCl4＋     FeCl3＋     CO
② TiCl4＋O2TiO2＋2Cl2
（4）某新型“纸电池”以碳纳米管和金属锂为两极，造纸用的纤维素在一种离子液体M中溶解作隔离膜，电池工作时的总反应式为xLi＋C（碳纳米管）  LixC，下列有关说法正确的是

A．放电时Li+由正极向负极移动

B．充电池的阳极反应式为LixC－xe－= xLi＋＋ C

C．M可能为羧酸、醇等含活泼氢的有机物

D．锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低

（1）电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步：2CH₃OH(g) HCOOCH₃(g)+2H₂(g) △H>O
第二步：HCOOCH₃(g) CH₃OH(g)+CO(g) △H>O
第一步反应的机理可以用图1表示，中间产物X的结构简式为___________。

（2）为进行相关研究，用CO还原高铝铁矿石，反应后固体物质的X-射线衍射谱图如图2所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐，该反应的离子方程式为：_____________。
（3）某催化剂样品(含Ni₂O₃40%，其余为SiO₂)通过还原、提纯两步获得镍单质：首先用CO将33.2g样品在加热条件下还原为粗镍；然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni(CO)₄、(沸点43℃)，并在180℃时使Ni(CO)₄重新分解产生镍单质。上述两步中消耗CO的物质的量之比为______________。
（4）为安全起见，工业生产中需对空气中的CO进行监测。使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量，其结构如图3 所示。这种传感器利用原电池原理，则该电池的负极反应式为：_____________________。

短周期元素A、B、C、D在周期表中的位置如图所示：B、D最外层电子数之和为12。回答下列问题：

（1）与元素B、D处于同一主族的第2-5周期元素单质分别与H₂反应生成1 mol气态氢化物对应的热量变化如下，其中能表示该主族第4周期元素的单质生成1 mol气态氢化物所对应的热量变化是_______（选填字母编号）。
a．吸收99.7kJ   b．吸收29.7kJ   c．放出20.6kJ    d．放出241.8 kJ
（2）DB₂通过下列工艺流程可制化工业原料H₂DB₄和清洁能源H₂。

①查得：

化学键	H－H	Br－Br	H－Br
键能(kJ/mol)	436	194	362

试写出通常条件下电解槽中发生总反应的热化学方程式：               。
②根据资料：

化学式	Ag2SO4	AgBr
溶解度（g）	0.796	8.4×10^-6

为检验分离器的分离效果，取分离后的H₂DB₄溶液于试管，向其中逐滴加入AgNO₃溶液至充分反应，若观察到                        ，证明分离效果较好。
③在原电池中，负极发生的反应式为                                   。
④在电解过程中，电解槽阴极附近溶液pH            （填“变大”、“变小”或“不变”）。
⑤将该工艺流程用总反应的化学方程式表示为：                                  。该生产工艺的优点有                            （答一点即可）。
（3）溴及其化合物广泛应用于医药、农药、纤维、塑料阻燃剂等，回答下列问题：海水提溴过程中，向浓缩的海水中通入________，将其中的Br^－氧化，再用空气吹出溴；然后用碳酸钠溶液吸收溴，溴歧化为Br^－和BrO₃^－，其离子方程式为________________                         。

（1）砷（As）与其化合物被广泛应用在农药、除草剂、杀虫剂以及含砷药物中。回答下列问题：
①砷是氮的同族元素，且比氮多2个电子层，砷在元素周期表中的位置：           ；AsH₃的热稳定性比NH₃的热稳定性             （填“强”或“弱”）。
②As₂O₃俗称砒霜，As₂O₃是两性偏酸性氧化物，是亚砷酸（H₃AsO₃）的酸
酐，易溶于碱生成亚砷酸盐，写出As₂O₃与足量氢氧化钠溶液反应的离子
方程式             。
③As₂S₃和HNO₃反应如下：As₂S₃+10H⁺+10NO₃^-=2H₃AsO₄+3S+10NO₂↑+2H₂O，将该反应设计成原电池，则NO₂应该在            （填“正极”或“负极”）附近逸出，该极的电极反应式为          。
（2）综合利用CO₂对环境保护及能源开发意义重大。Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂。如果寻找吸收CO₂的其他物质，下列建议合理的是           。
a．可在碱性氧化物中寻找
b．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
c．可在具有强氧化性的物质中寻找

（1）已知Zn+CuSO₄=Cu+ZnSO₄，设计成原电池，构造如图所示，试问CuSO₄溶液放在      （填“甲”或“乙”）烧杯，盐桥中的Cl^-移向      （填“甲”或“乙”）烧杯；

（2）已知①C(s)+ O₂(g ) = CO₂(g)  ΔH＝－393.5kJ/mol
②CO(g)+ O₂(g) = CO₂(g)  ΔH＝－283.0kJ/mol
请写出C转化为CO的热化学方程式：      。
（3）电解饱和食盐水是重要的化工产业，它被称为“氯碱工业”。在教材《化学1》、《化学2》、《化学反应原理》中均有提及，请写出电解饱和食盐水的化学反应方程式      ，其中右图是《化学反应原理》中电解饱和食盐水工业中所采用的离子交换膜电解槽示意图，部分图标文字已被除去，请根据图中残留的信息（通电以后Na⁺的移动方向）判断电极2的名称是      ，并写出电极1的电极反应式      。

如图所示，在不同的电解质溶液中可以组成不同的电池。

（1）①当电解质溶液为稀硫酸时，Fe电极是_____ (填“正”或“负”）极．其电极反应式为______
②当电解质溶液为NaOH溶液时，Al电极是____(填“正”或“负”）极．其电极反应式为______
（2）若把铝改为钢．电解质溶液为浓硝酸，则Fe 电极是_____(填“正”或“负”）极．其电极反应式为______。

氧化还原反应与电化学及金属的防护知识密切相关。请回答下列问题：
（1）依据反应：设计的原电池如图所示。

则电解质溶液Y是________________ (填化学式)，X的电极反应式___________________，盐桥中的Cl^－移向_______________溶液(填化学式)。若将盐桥换成铜丝，则X电极名称是____________。
（2） 利用下图的装置可以模拟铁的电化学防护：

若Z为碳棒，为延缓铁腐蚀，K应置于____处，总反应的离子方程式为__________________  ；若Z为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为____________________。

依据氧化还原反应：Zn(s) + Cu²⁺(aq) ="=" Zn²⁺(aq)+ Cu(s)设计的原电池如图所示。

请回答下列问题：
（1）电极X的材料是_________   ；电解质溶液Y是_________      ；
（2）铜电极为电池的________极，发生的电极反应为____________    ____     ；X电极上发生的电极反应为______________________。

天然矿物芒硝化学式为Na₂SO₄·10H₂O，为无色晶体，易溶于水。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从提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。

（1）该电解槽的阴极电极反应式为              。此时通过阴离子交换膜的离子数__________(填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
（2）所得到的浓氢氧化钠溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”)________导出。
（3）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，则该电池负极的电极反应式为____________________。

Ⅰ．下图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少；甲池中发生的反应为：CH₄ +2O₂ + 2KOH ＝ K₂CO₃+ 3H₂O 。回答下列问题：

（1）M 电极材料是           ，N电极的电极反应式为                     ，通入甲烷的铂电极上发生的电极反应式为                。
（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g 时，甲池中理论上消耗标准状况下的氧气体积为______L；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池溶液中的H⁺的物质的量浓度为            。

Ⅰ.现有反应CO(g）＋2H₂(g）CH₃OH(g）过程中能量变化如下图所示，写出该反应的热化学方程式                            ；

已知该反应中相关的化学键键能数据如下：

化学键	H—H	C—O	H—O	C—H
E/(kJ·mol^-1）	436	343	465	413

 
则C≡O中的键能为            KJ·mol^-1；图中曲线Ⅱ表示              （填反应条件）的能量变化。
Ⅱ. Li—SOCl₂电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl₄—SOCl₂。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl₂ ="4LiCl+S" +SO₂。
请回答下列问题：
（1）电池的负极发生的电极反应为                       ；
（2）SOCl₂易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl₂，有Na₂SO₃和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl₂中，实验现象是           ，反应的化学方程式                 ；

某研究性学习小组欲探究原电池的形成条件，按如图所示装置进行实验并得到下表实验结果：

分析上述实验，回答下列问题：
（1）实验2中电流由________极流向________极(填“A”或“B”)。
（2）实验6中电子由B极流向A极，表明负极是__________(填“镁”或“铝”)电极。
（3）实验5表明____________。
A．铜在潮湿空气中不会被腐蚀     B．铜的腐蚀是自发进行的
（4）分析上表有关信息，下列说法不正确的是________。
A．相对活泼的金属一定作负极
B．失去电子的电极是负极
C．烧杯中的液体必须是电解质溶液
D．原电池中，浸入同一电解质溶液中的两个电极，是活泼性不同的两种金属(或其中一种非金属导体)