- 化学能与电能
- 共5875题
高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压．高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O
正确答案
解析
解：A、放电时正极反应为FeO42+4H2O+3e-=Fe（OH）3+5OH-，生成氢氧根离子，碱性要增强，故A正确；
B、放电时正极反应为FeO42+4H2O+3e-=Fe（OH）3+5OH-，每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原，故B正确；
C、充电时阳极发生Fe（OH）3失电子的氧化反应，即反应为：Fe（OH）3-3e-+5OH-
D、根据电池的总反应可知，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，充电时锌极与外电源负极相连，故D错误．
故选D．
有一种锂电池，用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯铝锂溶解在亚硫酰氯（SOCl2）中形成，电池的总反应式为8Li+3SOCl2═6LiCl+Li2SO3+2S，则下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、用该电池电解CuCl2溶液，电极上产生氯气的反应为：Cl--2e-=Cl2，产生2.24L即0.1molCl2时，有0.2mol电子转移，此时气体必须是在标况下测定的才成立，
故A错误；
B、金属锂可以和硫酸之间会剧烈反应，在该电池中，加入硫酸不会提高电解质的导电性，故B错误；
C、放电过程中，化合价升高的S元素被氧化，即SOCl2被氧化为Li2SO3，故C错误；
D、根据电池的总反应式：8Li+3SOCl2═6LiCl+Li2SO3+2S，负极消耗的锂与正极生成的硫质量之比为（8×7）：（2×32）=7：8，故D正确．
故选D．
看化学反应式，回答问题：3Zn+2K2FeO4+8H2O
请写出：
（1）放电时负极的反应时______
（2）放电时正极附近溶液的碱性______（填增强、减弱或不变）
（3）充电时阳极反应为______．
正确答案
Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2
增强
Fe（OH）3+5OH-=FeO42-+4H2O+3e-
解析
解：（1）放电时，负极上锌失电子发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2，故答案为：Zn-2e-+2OH-═Zn（OH）2；
（2）正极上得电子发生还原反应，由电池的总反应方程式-负极反应式=正极反应式可知，正极反应式为FeO42-+3e-+4H2O═Fe（OH）3+5OH-，故答案为：增强；
（3）充电时阳极上发生失电子的氧化反应，氢氧化铁转化成高铁酸钾，电极反应式为：Fe（OH）3+5OH-=FeO42-+4H2O+3e-，故答案为：Fe（OH）3+5OH-=FeO42-+4H2O+3e-．
正确答案
解析
解：A．Mg易失电子发生氧化反应而作负极，故A错误；
B．H2O2在石墨电极上得电子发生还原反应生成氢氧根离子，其电极反应式：H2O2+2e-═2OH-，故B错误；
C．H2O2在石墨电极上得电子发生还原反应生成氢氧根离子，其电极反应式：H2O2+2e-═2OH-，故C正确；
D．导线中电子由负极流向正极放电时，氯离子向负极移动，即向Mg电极移动，故D错误；
故选C．
镍氢碱性电池的总反应式是HM+NiO（OH）
正确答案
解析
解：A．放电时电池负极反应为MH-e-+OH-=H2O+M，电池负极周围溶液的OH-不断减小，故A错误；
B．电池放电时，正极反应为：NiO（OH）+H2O+e-=OH-+Ni（OH）2，镍元素被还原，故B错误；
C．电池充电时，氢元素得电子作氧化剂，在反应中被还原，故C正确；
D．电池充电时，阳极发生失电子的氧化反应，即为NiO-e-+OH-=NiO（OH），故D正确；
故选CD．
空气-锌电池的电极分别为Zn和石墨，电解质溶液为氢氧化钾溶液．锌片反应式为：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O；石墨反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，下列判断正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．根据电极反应式知，锌失电子发生氧化反应而作负极，氧气在正极石墨电极上发生还原反应，故A错误；
B．原电池放电时，电解质溶液中的OH-移向负极，故B错误；
C．电子由锌片通过外电路流向石墨，故C错误；
D．原电池放电时，负极上氢氧根离子参加反应，正极上生成氢氧根离子，电池工作过程中氢氧根离子的浓度不变，无需补充氢氧化钾溶液，故D正确；
故选D．
TiO2/s→TiO2/S﹡（激发态）
TiO2/S﹡→TiO2/S++e-
I3-+2e-→3I-
2TiO2/S++3I-→2TiO2/S+I3-
下列关于该电池叙述错误的是（ ）
正确答案
解析
解：由图电子的移动方向可知，半导材料TiO2与染料为原电池的负极，铂电极为原电池的正极，电解质为I3-和I-的混合物，I3-在正极上得电子被还原，正极反应为I3-+2e-=3I-，
A、该电池是将太阳能转化为电能的装置，故A正确；
B、电池工作时，I-离子在铂电极上放电，发生氧化反应，故B错误；
C、电池工作时，I3-到Pt电极正极上得电子转化为I-，即反应为I3-+2e-=3I-，故C正确；
D、电池的电解质溶液中I-的浓度和I3-的浓度不变，故D正确．
故选B．
（1）铁元素在元素周期表中的位置是______．
（2）铝电池性能优越，铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注，其原理如图所示．
①该电池的总反应化学方程式为______；
②电池中NaCl的作用是______．
（3）用铝电池电解CuSO4溶液（电极均为铂电极），通电一段时间后，一极上析出红色固体，另一极的电极反应式为______，此时向溶液中加入8g CuO固体后可使溶液恢复到电解前的浓度，则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为______L．
（4）氯化铝广泛用于有机合成和石油工业的催化剂．将铝土矿粉混合后加热并通入氯气，可得到氯化铝，同时生成CO，写出该反应的化学方程式______．
（5）三氧化二铁和氧化亚铜（Cu2O）都是红色粉末，常用作颜料．已知氧化亚铜溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4．取少量Fe2O3和Cu2O组成的混合物放入足量稀硫酸中．
①此过程中发生的反应有（用离子方程式表示）：
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；______；______
②设计实验证明反应后所得溶液中铁元素可能存在形式______．
③若实验中观察到溶液变为蓝色且有固体剩余，则n（Cu2O）______n（Fe2O3）．（填“＞”、“＜”或“=”）
正确答案
解：（1）铁是26号元素，位于第四周期第VIII族，故答案为：第四周期第VIII族；
（2）①铝和氧气、水能反应生成氢氧化铝，反应方程式为：4Al+3O2+6H2O=4Al（OH）3，故答案为：4Al+3O2+6H2O=4Al（OH）3；
②溶液中自由移动的离子浓度越大，溶液的导电性越强，水是弱电解质导电能力较小，为增大水的导电性，所以加入氯化钠，
故答案为：增强溶液的导电能力；
（3）用铝电池电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电而析出铜，阳极上电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，向溶液中加入8gCuO固体后可使溶液恢复到电解前的浓度，则阳极上析出氧气的质量等于氧化铜中氧原子的质量，根据原子守恒知，氧气的体积=
（4）加热条件下，氯气、氧化铝和碳反应生成氯化铝和一氧化碳，反应方程式为：Al2O3+3C+3Cl2
故答案为：Al2O3+3C+3Cl2
（5）①将Fe2O3和Cu2O组成的混合物放入足量稀硫酸中废水反应，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铜与水，氧化亚铜与硫酸反应生成铜、硫酸铜与水，生成的铜与硫酸铁反应生成硫酸亚铁、硫酸铜，反应离子方程式依次为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，
故答案为：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O；Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+；
②铁离子能和硫氰化钾溶液反应生成络合物，溶液由黄色变为血红色；亚铁离子具有还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以检验方法为：取少量所得溶液于试管中，向其中滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红则说明存在铁离子，反之则无，另取少量所得溶液于试管中，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色说明含有亚铁离子，不褪色说明没有亚铁离子，
故答案为：取少量所得溶液于试管中，向其中滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红则说明存在铁离子，反之则无，另取少量所得溶液于试管中，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色说明含有亚铁离子，不褪色说明没有亚铁离子；
③若实验中观察到溶液变为蓝色且有固体剩余，说明铜有剩余，溶液中硫酸铁完全转化为硫酸亚铁，由Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+可知n（Cu）＞2n（Fe3+），由Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O可知n（Fe3+）=2n（Fe2O3），由Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O可知n（Cu）=n（Cu2O），则n（Cu2O）＞2n（Fe2O3），．
故答案为：＞．
解析
解：（1）铁是26号元素，位于第四周期第VIII族，故答案为：第四周期第VIII族；
（2）①铝和氧气、水能反应生成氢氧化铝，反应方程式为：4Al+3O2+6H2O=4Al（OH）3，故答案为：4Al+3O2+6H2O=4Al（OH）3；
②溶液中自由移动的离子浓度越大，溶液的导电性越强，水是弱电解质导电能力较小，为增大水的导电性，所以加入氯化钠，
故答案为：增强溶液的导电能力；
（3）用铝电池电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电而析出铜，阳极上电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，向溶液中加入8gCuO固体后可使溶液恢复到电解前的浓度，则阳极上析出氧气的质量等于氧化铜中氧原子的质量，根据原子守恒知，氧气的体积=
（4）加热条件下，氯气、氧化铝和碳反应生成氯化铝和一氧化碳，反应方程式为：Al2O3+3C+3Cl2
故答案为：Al2O3+3C+3Cl2
（5）①将Fe2O3和Cu2O组成的混合物放入足量稀硫酸中废水反应，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铜与水，氧化亚铜与硫酸反应生成铜、硫酸铜与水，生成的铜与硫酸铁反应生成硫酸亚铁、硫酸铜，反应离子方程式依次为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，
故答案为：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O；Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+；
②铁离子能和硫氰化钾溶液反应生成络合物，溶液由黄色变为血红色；亚铁离子具有还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以检验方法为：取少量所得溶液于试管中，向其中滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红则说明存在铁离子，反之则无，另取少量所得溶液于试管中，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色说明含有亚铁离子，不褪色说明没有亚铁离子，
故答案为：取少量所得溶液于试管中，向其中滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红则说明存在铁离子，反之则无，另取少量所得溶液于试管中，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色说明含有亚铁离子，不褪色说明没有亚铁离子；
③若实验中观察到溶液变为蓝色且有固体剩余，说明铜有剩余，溶液中硫酸铁完全转化为硫酸亚铁，由Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+可知n（Cu）＞2n（Fe3+），由Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O可知n（Fe3+）=2n（Fe2O3），由Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O可知n（Cu）=n（Cu2O），则n（Cu2O）＞2n（Fe2O3），．
故答案为：＞．
（2016春•光山县校级月考）近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂一铜空气燃料电池．该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li++2OH-，下列说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．放电过程为2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li++2OH-，可知通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，故A错误；
B．因为原电池放电时，阳离子移向正极，所以Li+透过固体电解质向Cu极移动，故B正确；
C．该电池通过一种复杂的铜腐蚀而产生电力，由方程式可知铜电极上并非是氧气直接放电，正极反应为Cu2O+H2O+2e-=Cu+2OH-，故C正确；
D．由C项分析知：铜先与氧气反应生成Cu2O，放电时Cu2O重新生成Cu，则整个反应过程中，铜相当于催化剂，故D正确；
故选A．
正确答案
解析
解：A、燃料电池中，通入燃料甲醚的电极a是负极，故A正确；
B、电池工作时电流由正极b沿导线到负极a，故B正确；
C、燃料电池中，通入氧气的电极是正极，在酸性环境下的电极反应为：4H++O2+4e-=2H2O，故C正确；
D．根据电池反应CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O可知，甲醚作还原剂被氧化，1mol甲醚被氧化时就有12mol电子转移，故D错误．
故选D．
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