上?；瘜W(xué)-化學(xué)反應(yīng)與能量變化的專(zhuān)項(xiàng)-培優(yōu)易錯(cuò)試卷練習(xí)題-資料下載頁(yè)
2025-04-01 22:55本頁(yè)面
【正文】 電池的特點(diǎn)及反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)的知識(shí)，在氫氧燃料電池中，燃料在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化劑在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，要注意的是：雖然燃料相同，但電解質(zhì)溶液不同時(shí)，電極反應(yīng)式不同，如氫氧燃料電池，在酸性介質(zhì)和堿性介質(zhì)中的電極反應(yīng)式就不同，總反應(yīng)方程式相同，書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)要結(jié)合溶液的酸堿性進(jìn)行判斷。14．如圖所示，是原電池的裝置圖。請(qǐng)回答：（1）若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B電極材料為Fe且作負(fù)極，則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)____________；反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后溶液C的pH將_____（填“升高”“降低”或“基本不變”）。（2）若需將反應(yīng)：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池裝置，則A（負(fù)極）極材料為_(kāi)___，B（正極）極材料為_(kāi)_____，溶液C為_(kāi)______。（3）CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH，CH3OH可作為燃料使用，用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下：電池總反應(yīng)為2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，則c電極是____（填“正極”或“負(fù)極”），c電極的反應(yīng)方程式為_(kāi)_____________。若線(xiàn)路中轉(zhuǎn)移2mol電子，則上述CH3OH燃料電池，消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_(kāi)____。【答案】2H＋＋2e－=H2↑ 升高 Cu 石墨 FeCl3溶液 負(fù)極 CH3OH－6e－＋H2O=CO2＋6H＋ 【解析】【分析】【詳解】（1）若C為稀H2SO4溶液，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B極電極材料為Fe且作負(fù)極，A電極為正極，電極材料為較鐵不活潑的金屬或非金屬，發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中的氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)方程式為：2H＋＋2e－=H2↑；由原電池的總反應(yīng)可知，反應(yīng)一段時(shí)間后，溶液C的pH升高，答案為：2H＋＋2e－=H2↑；升高；（2）分析反應(yīng)Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，將其拆分為兩個(gè)半反應(yīng)，分別為：Cu2e－=Cu2+，2Fe3++2e－=2Fe2+，根據(jù)原電池原理，可知負(fù)極電極反應(yīng)式為：Cu2e－=Cu2+，正極的電極反應(yīng)式為：2Fe3++2e－=2Fe2+，正負(fù)極材料分別為：負(fù)極為Cu，正極為石墨（或Pt），含F(xiàn)e3+的溶液（如FeCl3溶液）作電解質(zhì)溶液，用導(dǎo)線(xiàn)連接正、負(fù)極，構(gòu)成閉合回路即可構(gòu)成原電池。答案為：Cu；石墨；FeCl3溶液；（3）根據(jù)燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖中電子流向可知，c電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)方程式為：CH3OH6e－+H2O=CO2+6H+，電極d為正極，O2得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為：4H++4e－+O2=2H2O；1mol氧氣在反應(yīng)中得到4mol電子，若線(xiàn)路中轉(zhuǎn)移2mol電子，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為，答案為：負(fù)極；CH3OH－6e－＋H2O=CO2＋6H＋；。15．如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理的相關(guān)問(wèn)題，其中乙裝置中X為離子交換膜。請(qǐng)按要求回答相關(guān)問(wèn)題：（1）甲烷燃料電池負(fù)極電極反應(yīng)式是：_____。（2）乙中X是交換膜，工作一段時(shí)間后若要恢復(fù)成原溶液，應(yīng)_____。（3）欲用丙裝置給銅鍍銀，b應(yīng)是_____（填化學(xué)式）。（4）若乙池中的飽和氯化鈉溶液換成一定量CuSO4溶液，通電一段時(shí)間后，(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，則電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_(kāi)____mol。（忽略溶液體積的變化）（5）通過(guò)膜電池可除去廢水中的乙酸鈉和對(duì)氯苯酚（），其原理如圖所示，A極的電極反應(yīng)為_(kāi)___。（6）化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起十分重要的作用，電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽污染，電化學(xué)降解NO3的原理如圖所示。①AgPt電極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)____。②若電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移了2mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左Δm右)為_(kāi)__g?！敬鸢浮緾H48e+10OH=CO32+7H2O 陽(yáng)離子通入一定量HCl氣體 Ag +H++2e→Cl+ 2NO3+10e+12H+=N2↑+6H2O 【解析】【分析】(1)甲烷燃料電池負(fù)極上CH4失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性條件下產(chǎn)物為碳酸鉀；(2)燃料電池通氧氣的極為正極，則乙中電解池的陰極為Fe、陽(yáng)極為C，電解產(chǎn)物為HCl2和NaOH；(3)丙為電鍍池，其中b為陽(yáng)極，a為陰極，現(xiàn)銅鍍銀，則應(yīng)選擇Ag為陽(yáng)極，Cu為陰極；(4)用C為陽(yáng)極電解CuSO4溶液， Cu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，發(fā)生如下電解：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO2H2O2H2↑+O2↑，再根據(jù)“析出什么加入什么”的原則分析；(5)原電池中陽(yáng)離子移向正極，根據(jù)原電池中氫離子的移動(dòng)方向可知A為正極，正極有氫離子參與反應(yīng)；(6)由題給原理圖可知，AgPt電極上NO3發(fā)生還原反應(yīng)生成N2，則AgPt電極為陰極，則B為負(fù)極，A為電源正極，Pt電極為電解池的陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為：2H2O4e=4H++O2↑，據(jù)此計(jì)算膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差。【詳解】(1)甲烷燃料電池負(fù)極上CH4失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性條件下產(chǎn)物為碳酸鉀，則負(fù)極電極反應(yīng)式是CH48e+10OH=CO32+7H2O；(2)燃料電池通氧氣的極為正極，則乙中電解池的陰極為Fe、陽(yáng)極為C，電解產(chǎn)物為HCl2和NaOH，工作一段時(shí)間后若要恢復(fù)成原溶液，應(yīng)通入適量HCl氣體，恰好完全中和NaOH即可；(3)丙為電鍍池，其中b為陽(yáng)極，a為陰極，現(xiàn)銅鍍銀，則應(yīng)選擇Ag為陽(yáng)極， Cu為陰極，即b極材料是Ag；(4) Cu(OH)2后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，發(fā)生如下電解：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO2H2O2H2↑+O2↑，Cu(OH)2從組成上可看成CuO?H2O，根據(jù)“析出什么加入什么”的原則知，析出的物質(zhì)是氧化銅和水，則陰極上析出氫氣和銅，=2mol=，根據(jù)原子守恒知，=2mol=，；(5)A為正極，正極有氫離子參與反應(yīng)，電極反應(yīng)式為+H++2e→Cl+；(6)①由題給原理圖知，AgPt電極上NO3發(fā)生還原反應(yīng)，酸性介質(zhì)中，電極反應(yīng)式為：2NO3+10e+12H+=N2↑+6H2O；②A為電源正極，Pt電極為電解池的陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為：2H2O4e=4H++O2↑，轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)，陽(yáng)極區(qū)消耗1mol水，產(chǎn)生2molH+進(jìn)入陰極室，陽(yáng)極室質(zhì)量減少18g；電極反應(yīng)式為2NO3+10e+12H+=N2↑+6H2O，()，同時(shí)有2molH+(即2g)進(jìn)入陰極室，=，故膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(△m左△m右)=。
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