- 原电池及其构成条件
- 共4254题
正确答案
解析
解：A．锌锰干电池中氯化铵是电解质，故A正确；
B．锌锰干电池中，锌作负极，碳作正极，负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，故B正确；
C．锌锰干电池中含有铜等重金属，对土壤能造成污染，故C错误；
D．锌锰干电池使用后不能再充电恢复原状，所以属于一次电池，故D正确；
故选C．
中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电池．甲醇燃料电池的工作原理如图所示．
（1）该电池工作时，c口通入的物质为______；该电池负极的电极反应式为______．
（2）工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，有______NA个电子转移．
（3）若该电池通入O2的量为1L（标准状况），且反应完全，则用此电池来电解NaCl溶液（惰性电极），最多能产生Cl2的体积为______L（标准状况）．
（4）甲醇燃料可以由CO2催化加氢合成甲醇．该方法很好的解决CO2废气的利用问题，具有良好的应用前景．已知4.4g CO2气体与H2气体经催化加氢生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95kJ的能量．该反应的热化学方程式为：______，
（5）（4）中的反应若在270℃、8MPa和适当催化剂的条件下，CO2的转化率达到22%，则4.48m3（已折合为标准状况）的CO2能合成CH3OH气体的物质的量是______mol，此过程中能放出热量______ kJ．
正确答案
解：（1）①据氢离子移动方向知，右侧电极为正极，正极通入氧气，即c口通入的物质为氧气，左侧电极为负极，负极上通入燃料甲醇，发生反应为：CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+，
故答案为：O2；CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+；
②正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为：3O2+12H++12e-=6H2O，负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2↑+12H+，根据2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+知，甲醇和转移电子之间的关系式得，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，转移电子的物质的量=
故答案为：1.2；
（3）该电池通入O2的电极发生反应：O2+4H++4e-=2H2O，产生氯气的电极上发生反应：2Cl--2e-=Cl2↑，根据转移电子守恒得氯气的体积=
（4）已知4.4g CO2气体与H2经催化加氢生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95kJ的能量，则1mol二氧化碳全部反应放热49.5KJ；结合热化学方程式书写方法写出热化学方程式为：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.5KJ/mol；
故答案为：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.5KJ/mol；
（5）在270℃、8MPa和适当催化剂的条件下，物质为气体，反应的热化学方程式为：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.5KJ/mol，CO2的转化率达到22%，则4.48m3（已折合为标准状况）的CO2在合成CH3OH气体过程中转化的物质的量为：
故答案为：44；2178．
解析
解：（1）①据氢离子移动方向知，右侧电极为正极，正极通入氧气，即c口通入的物质为氧气，左侧电极为负极，负极上通入燃料甲醇，发生反应为：CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+，
故答案为：O2；CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+；
②正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为：3O2+12H++12e-=6H2O，负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2↑+12H+，根据2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+知，甲醇和转移电子之间的关系式得，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，转移电子的物质的量=
故答案为：1.2；
（3）该电池通入O2的电极发生反应：O2+4H++4e-=2H2O，产生氯气的电极上发生反应：2Cl--2e-=Cl2↑，根据转移电子守恒得氯气的体积=
（4）已知4.4g CO2气体与H2经催化加氢生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95kJ的能量，则1mol二氧化碳全部反应放热49.5KJ；结合热化学方程式书写方法写出热化学方程式为：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.5KJ/mol；
故答案为：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.5KJ/mol；
（5）在270℃、8MPa和适当催化剂的条件下，物质为气体，反应的热化学方程式为：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.5KJ/mol，CO2的转化率达到22%，则4.48m3（已折合为标准状况）的CO2在合成CH3OH气体过程中转化的物质的量为：
故答案为：44；2178．
在室温下，NaCl在水中的溶解度是36g．以石墨作阳极对饱和食盐水进行电解，化学反应为：2NaCl+2H2O
（1）电解一段时间后，欲使食盐水恢复到原来的状态，下列做法合理的是______
A．向电解后的溶液中通适量HCl气体
B．向电解后的溶液中加适量浓盐酸
C．将电解后的溶液先分离出NaOH，再加入NaCl
D．将电解后的溶液先分离出NaOH，再加入水
E．将电解后的溶液中先加入适量的MgCl2，搅拌后再过滤
（2）在以上合理的做法中，最适宜应用于工业生产的是______．
正确答案
解：（1）实验目的是“使食盐水恢复到原来的状态”，根据电解方程式2NaCl+2H2O
在室温下，NaCl在水中的溶解度是36g，则饱和NaCl溶液中NaCl与H2O的质量比为36：100=9：25，被电解的NaCl与H2O的质量比为58.5：18，电解、分离出NaOH后的溶液是不饱和NaCl溶液，因此需要加入适量的NaCl才能恢复原状，故C正确、D错误；
加MgCl2后发生反应反应MgCl2+2NaOH═Mg（OH）2↓+2NaCl，这虽然使NaCl的总量恢复了原状，但H2O的总量未恢复原状，则E不合理；
根据分析可知，合理的是AC，
故答案为：AC；
（2）NaOH是电解饱和食盐水的主要产品之一，将其分离出来以后，再将稀NaCl溶液加NaCl后重复应用，这是工业生产中的理想措施之一；虽然通适量HCl气体能使NaCl溶液恢复原状，但这是以工业生产的高级产品制备低级原料的逆行措施，不可取，所以最适宜应用于工业生产的是C，
故答案为：C．
解析
解：（1）实验目的是“使食盐水恢复到原来的状态”，根据电解方程式2NaCl+2H2O
在室温下，NaCl在水中的溶解度是36g，则饱和NaCl溶液中NaCl与H2O的质量比为36：100=9：25，被电解的NaCl与H2O的质量比为58.5：18，电解、分离出NaOH后的溶液是不饱和NaCl溶液，因此需要加入适量的NaCl才能恢复原状，故C正确、D错误；
加MgCl2后发生反应反应MgCl2+2NaOH═Mg（OH）2↓+2NaCl，这虽然使NaCl的总量恢复了原状，但H2O的总量未恢复原状，则E不合理；
根据分析可知，合理的是AC，
故答案为：AC；
（2）NaOH是电解饱和食盐水的主要产品之一，将其分离出来以后，再将稀NaCl溶液加NaCl后重复应用，这是工业生产中的理想措施之一；虽然通适量HCl气体能使NaCl溶液恢复原状，但这是以工业生产的高级产品制备低级原料的逆行措施，不可取，所以最适宜应用于工业生产的是C，
故答案为：C．
某些物质发生化学反应时，化学能可以转化为电能，这类化学反应是（ ）
正确答案
解析
解：化学能可以转化为电能的装置是原电池装置，原电池构成的条件之一是：有自发的氧化还原反应，即从发生反应的类型上看，只有自发的氧化还原反应才会有电流产生．
故选B．
根据以上实验事实，回答下列问题：
（1）c极的电极反应式为______；
（2）A槽中发生反应的化学方程式为______；
（3）A槽中溶液的pH______（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（4）B槽中溶液的pH______（填“变大”、“变小”或“不变”）．
正确答案
解：通电一段时间后，发现d电极上覆盖一层红色物质，则d电极是电解池阴极，a、c电极是阳极，b是阴极，X是正极，Y是负极．
（1）c电极是电解池阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，
故答案为：Cu-2e-=Cu2+；
（2）A槽中，阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应，阴极上氢离子得电子发生还原反应，实际上就是电解水，所以其电池反应式为：2H2O
故答案为：2H2O
（3）电解时，阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应，阴极上氢离子得电子发生还原反应，实际上就是电解水，溶质的物质的量不变，但溶剂的量减少，所以硫酸的物质的量浓度增大，溶液的pH减小，故答案为为：变小；
（4 ）电解时，阳极上铜失电子进入溶液，阴极上铜离子得电子生成铜，溶液中硫酸铜的物质的量浓度不变，则溶液的pH不变，故答案为：不变．
解析
解：通电一段时间后，发现d电极上覆盖一层红色物质，则d电极是电解池阴极，a、c电极是阳极，b是阴极，X是正极，Y是负极．
（1）c电极是电解池阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，
故答案为：Cu-2e-=Cu2+；
（2）A槽中，阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应，阴极上氢离子得电子发生还原反应，实际上就是电解水，所以其电池反应式为：2H2O
故答案为：2H2O
（3）电解时，阳极上氢氧根离子失电子发生氧化反应，阴极上氢离子得电子发生还原反应，实际上就是电解水，溶质的物质的量不变，但溶剂的量减少，所以硫酸的物质的量浓度增大，溶液的pH减小，故答案为为：变小；
（4 ）电解时，阳极上铜失电子进入溶液，阴极上铜离子得电子生成铜，溶液中硫酸铜的物质的量浓度不变，则溶液的pH不变，故答案为：不变．
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