- 原电池工作原理的实验探究
- 共4125题
(8分)汽车的启动电源常用铅蓄电池,电池反应为:Pb+PbO2+4H++2SO2-42PbSO4+2H2O;据此判断:
(1)放电时,铅蓄电池的负极材料是________;电极反应为__________________________
(2)放电时,电解质溶液中阴离子移向________极。
(3)若用该铅蓄电池作电源电解足量的食盐水,阳极产生0.05molCl2时,理论上H2SO4的
物质的量减小_______mol。
(4)铅蓄电池上有两个接线柱,一个接线柱旁标有“+”,另一个接线柱旁标有“—”。
关于标有“—”的接线柱,下列说法中正确的是___________
(5)充电时的阳极反应式是____________________________________。
正确答案
略
(10分)化学能和电能的相互转化,是能量转化的重要方式之一,如图两个实验装置是实现化学能和电能相互转化的装置。
(1)把化学能转化为电能的装置是 (填“甲”或“乙”);
(2)④电极上的电极反应式为
(3)①电极上的电极反应式为 ,
检验该电极反应产物的方法是
(4)写出装置甲的反应总化学方程式 。
正确答案
乙;(2)Fe – 2e- = 2Fe2+ (3) 2Cl- 2e- = Cl2↑用湿润的淀粉KI试纸检验,若变蓝色则为氯气
(4)↑
(1)把化学能转化为电能的装置是原电池,即乙装置;
(2)乙装置为原电池装置,③电极为正极,电子流入的一极,发生还原反应,而④电极是电子流出的一极,发生氧化反应,电极反应方程式为:Fe – 2e- = 2Fe2+;
(3)甲装置为电解池装置,①电极为阳极,失去电子的一极,发生氧化反应,电极反应式为:2Cl- 2e- = Cl2↑;检验该电极反应产物的方法是用湿润的淀粉KI试纸检验,若变蓝色则为氯气;
(4)写出装置甲的反应总化学方程式为:
(8分)微生物燃料电池(MFC)是燃料电池中特殊的一类,它利用微生物作为反应主体,将有机物的化学能转化为电能。以葡萄糖溶液作底物为例,其工作原理如右图所示。
已知石墨电极上反应为:
C6H12O6+6H2O-24e- 6CO2+24H+
⑴ 电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。电池工作时,质子移向电源的 极,铂碳上所发生的电极反应式为_____________。
⑵燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧生成稳定的物质(如H转化为液态水,C转化为二氧化碳 )所放出的热量。葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol,写出葡萄糖燃烧的热化学方程式 。
⑶ 化学需氧量(COD)是重要的水质指标,其数值表示将1L水中的有机物氧化为CO2、H2O所需消耗的氧气的质量。科学家设想利用微生物燃料电池来处理某些污水,并进行发电,该设想已经在实验室中获得成功。但如果1L废水中有机物(折算成葡萄糖)氧化提供的化学能低于5.6kJ,就没有发电的必要。则下列污水中,不适合用微生物燃料电池发电的是 (填序号)。
序号
A
B
C
D
E
污水类型
生活污水
印染
电镀
造纸
硫酸工业废水
COD值(mg/L)
520
870
20
960
120
正确答案
(8分)
⑴ 正(2分) O2+4e-+4H+=2H2O(2分)
⑵ C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l);△H=-2800kJ·mol-1(2分)
⑶ CE(2分)
略
以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池的结构如图所示。
回答下列问题:
(1)该燃料电池的能量转化主要形式是 ;在导线中电子流动方向是 (用a、b表示)。
(2)该电池负极反应式是:
。
(3)葡萄糖分子中含有的官能团是: 。
该电池能否在高温下工作?理由是:
。
(4)该电池放电过程中,H+离子从 (填“正”或“负”)极区向 (填“正”或“负”)极区迁移。
(5)在该电池反应中,每消耗1molO2 ,理论上能生成标准状况下的
CO2 L。
正确答案
(共12分)(1)由化学能转变为电能(1分);由b到a(1分)。
(2)C6H12O6 +6H2O-24e-= 6CO2↑+24H+(2分)。
(3)羟基、醛基(2分)。
不能。高温能使微生物蛋白质凝固变性(2分)。
(4)负、正(2分)。(5)22.4L(2分)。
略
(7分)能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率。
(1)氢气在燃烧时,放出大量热量,说明该反应是_________________热反应,这是由于反应物的总能量____________生成物的总能量;从化学反应的本质角度来看,是由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量_______________________形成产物的化学键放出的总能量。
(2)氢气被公认为是21世纪代替矿物燃料的理想能源,5.2 g氢气燃烧时放出286 kJ热量,而每千克汽油燃烧时放出的热量为46000 kJ。试据此分析氢气作为能源代替汽油的优势:_______________________________。
(3)通过氢气的燃烧反应,可以把氢气中蕴含的化学能转化为热能,如果将该氧化还原反应设计成原电池装置,就可以把氢气中蕴含的化学能转化为电能,下图就是能够实现该转化的装置,被称为氢氧燃料电池。该电池的正极是____________ (填“a电极”或“b电极”),在负极发生的电极反应是_________________,
正确答案
(7分)每空1分 (1)放 大于 小于
(2)洁净无污染,可用水制取氢气,来源广泛,燃烧相同质量的燃料,氢气放出的热量多
(3) b电极 H2-2e-====2H+ 2H2+O2====2H2O
略
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