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题型:简答题
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简答题

某乙醇燃料电池工作时的装置如图所示,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.

请回答下列问题:

(1)M电极名称是______;N极的电极反应式为______,加入乙醇的铂电极的电极反应式为______.

(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属银4.32g时,甲池中理论上消耗氧气______L(标准状况下);若此时乙池溶液的体积为400mL,则乙池中溶液的pH为______.

(3)若在常温常压下,1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量,表示该反应的热化学方程式为______.

正确答案

碱性乙醇电池为原电池,通入乙醇的电极是负极,通入氧气的电极是正极,乙池有外接电源,属于电解池,根据图片知,N是阳极,M是阴极,工作时M、N两个电极的质量都不减少,则M电极是铁,N电极是石墨,

(1)通过以上分析知,M是阴极,N极是阳极,N上电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O,乙醇电极上乙醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为:C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O,

故答案为:阴极,4OH--4e-=O2↑+2H2O,C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O;

(2)n(Ag)==0.04mol,根据Ag++e-=Ag可知转移电子为0.04mol,

甲池中通入氧气的一极为正极,反应式为2O2+8H++8e-=4H2O,则消耗n(O2)=×0.04mol=0.01mol,

V(O2)=0.01mol×22.4L/mol=0.224L;

乙池中某一电极析出金属银4.32g时,同时产生氢离子的物质的量是0.04mol,则其浓度是0.1mol/L,所以溶液的pH=1,故答案为:0.224,1;

(3)1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量,则1mol乙醇燃烧放出的热量==1366.66kJ,所以其热化学反应方程式为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.66kJ/mol,

故答案为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.66kJ/mol.

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题型:填空题
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填空题

在乙醇燃料电池(电解质为KOH)中,通入正极的物质的化学式为______;正极的电极反应式为______;乙醇在______极发生了______反应(还原或氧化);负极的电极反应式为:______.

正确答案

在乙醇燃料电池中,负极上是燃料乙醇发生失电子的氧化反应,在碱性环境下,电极反应为:C2H6O+16OH--12e-=2CO32-+11H2O,正极上是氧气发生得电子得还原反应,即O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:O2;O2+2H2O+4e-=4OH-;负极;氧化;C2H6O+16OH--12e-=2CO32-+11H2O.

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题型:填空题
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填空题

过氧化银(Ag2O2)是银锌碱性电池正极的活性物质,可通过下列反应制备:

△K2S2O8+2AgNO3+4KOH═Ag2O2↓+2KNO3+2K2SO4+2H2O.

(1)已知Ag的原子序数为47,写出Ag基态原子的核外电子排布式______,Ag在周期表中的位置______.

(2)制备Ag2O2的反应进行完全后,经______、洗涤、______等操作,即可得到Ag2O2固体,检验Ag2O2是否洗涤干净的方法是______.

(3)一种银锌(Ag2O2、Zn)碱性电池的电解质溶液为KOH溶液,电池放电时正极有Ag生成,负极有化合物A(只含有Zn、K、O)生成.化合物A中,钾、锌两种元素的质量比为78:65.则该电池的总反应方程式为______.

(4)用银锌电池电解尿素[CO(NH22]的碱性溶液可制取H2,其装置如图所示(电解池中隔膜仅阻止气体通过,M、N均为惰性电极).

①N极与银锌电池的______(填“Zn”或“Ag2O2”)极相连.

②M极的电极反应式为______.

正确答案

(1)元素的质子数可知电子数为47,核外各电子层电子数为2、8、18、18、1,即[Kr]4d105S1或1S22S22P63S23P63d104S24P64d105S1,电子层数等于周期数,最外层电子数等于族序数,所以位于第五周期IB族,

故答案为:[Kr]4d105S1或1S22S22P63S23P63d104S24P64d105S1;第五周期IB族;

(2)固体和液体的分离采用过滤的方法,然后再洗涤干燥,即可得到固体物质;检验是否洗涤完全,可取最后一次滤液,检验溶液中是否含有SO42-,滴入1~2滴BaCl2溶液,若不出现白色浑浊,表示已洗涤完全,

故答案为:过滤、干燥;取最后一次洗涤液少许,加入几滴BaCl2溶液,如有白色浑浊产生,说明未洗涤干净,如无现象,说明已洗涤干净;

(3)电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag,化合物A中,钾、锌两种元素的质量比为78:65,化合物A只含有Zn、K、O,原子个数之比等于化学式中原子数之比,所以负极的Zn转化为K2ZnO2,反应还应有KOH参加,该反应的方程式为Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4+2Ag,

故答案为:Ag2O2+2Zn+4KOH=2Ag+2K2ZnO2+2H2O;

(4)①根据装置中的产物,知道该电池反应时中,氮元素化合价由-3价变为0价,H元素化合价由+1价变为0价,则氮元素被氧化,氢元素被还原,所以生成氮气的电极M是阳极,生成氢气的电极N是阴极,银锌电池中,负极是金属锌,阴极是和负极锌极相连的极,故N极与银锌电池的锌极相连,

故答案为:Zn;

②M是阳极,该极发生失电子的氧化反应,该极上的电极反应式为:CO(NH22-6e-+80H-=N2↑+CO32-+6H2O,

故答案为:CO(NH22-6e-+80H-=N2↑+CO32-+6H2O.

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填空题

铅蓄电池是常见的化学电源之一,其充电、放电的总反应是

(1)铅蓄电池放电时,_________(填物质名称)在负极发生_________(氧化、还原)反应。

(2)铅蓄电池充电时,应将蓄电池的负极与电源的________极连接。

(3)有一个蓄电池两个电极的极性标志模糊不清了,现提供铜导线和食盐水,请设计一个简单的实验,判断两个电极的极性。写出实验操作、现象和结论。

_____________________________________________

正确答案

(1)铅;氧化

(2)负

(3)两电极均连接铜导线,插入食盐水中构成闭合回路,一个铜电极上有气泡产生,连接该铜导线的是蓄电池的负极,另一个铜电极附近溶液呈蓝色,连接该铜导线的是蓄电池的正极

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填空题

铅蓄电池是生活中常用的可充电电池,其充电过程与放电过程是完全相反的两个过程。电池总反应为:

 ,请回答下列问题:

(1)放电时,给出电子的一极发生______反应,其电极反应式为_______。该极充电时将发生_______反应,充电时_______能转化为_____ 能。

(2)放电时,电解质溶液的密度______(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)放电时,若有0.4 mol H+被消耗,则外电路转移电子的物质的量为_______。

正确答案

(1)氧化;Pb-2e-+SO42- = PbSO4;还原;电;化学

(2)减小

(3)0.2 mol

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填空题

(1)在原电池中,较活泼的金属极上发生______,是______极;较不活泼的金属上发生______,是______极.

(2)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置.如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定.请回答:

①氢氧燃料电池中能量转化主要形式是______;

②负极反应式为______.

正确答案

(1)原电池中活泼金属做负极,失电子发生氧化反应,较不活泼的金属做阴极,得到电子发生还原反应;故答案为:氧化反应;负极;还原反应;正极;

(2)①氢氧燃料电池是原电池,实现了化学能转化为电能;

②负极上是氢气失去电子发生氧化反应,电解质溶液是氢氧化钾,所以电极反应为:H2+2OH-+2e-=2H2O;

故答案为:H2+2OH-+2e-=2H2O.

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填空题

我国首创的以铝-空气-海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功.这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源产生电流.此种新型电池中铝作______极,电极上发生的是______反应(“氧化”或“还原”),电极反应式为______.

正确答案

原电池中,较活泼金属做负极,较不活泼金属或非金属做正极,

铝较活泼,易被氧化而失去电子,应做原电池的负极,

原电池工作时,负极发生反应为Al-3e-=Al3+

故答案为:负;氧化,Al-3e-=Al3+

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填空题

铅蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解液为硫酸。工作时该电池总反应式为

Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O。根据上述情况判断:

(1)蓄电池的负极材料是____。工作时,正极反应为____。

(2)工作时,电解质溶液的pH___(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)工作时,电解质溶液中的阴离子移向____极。电流方向从____极流向____极。

正确答案

(1)Pb; PbO2+2e-+4H++SO42- == PbSO4+2H2O

(2)增大

(3)负; 正; 负

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新型高能钠硫电池以熔融的钠、硫为电极,以钠离子导电的陶瓷为固体电解质。该电池放电时为原电池,充电时为电解池,反应原理为:2Na+XS = Na2Sx

(1)放电时S发生________反应,Na作________极

(2)充电时Na所在电极与直流电源________极相连

(3)充电时阳极反应为_____________;放电时负极反应为_______________

正确答案

(1)还原;负

(2)负

(3)Sx2--2e- = XS;Na-e- = Na+

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填空题

化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。     

(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应式可以表示为:Cd +2NiO(OH) +2H2O

2Ni(OH)2+ Cd(OH)2     

已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水,但能溶于酸性溶液,以下说法正确的是______。     

①以上反应是可逆反应  ②以上反应不是可逆反应  

③充电时化学能转变为电能  ④放电时化学能转变为电能   

A.①③    B.②④    C.①④    D.②③   

(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物,有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为_____________。

正确答案

(1)B 

(2) Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液

下一知识点 : 化学反应的速率和限度
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