中學(xué)化學(xué)競賽試題資源庫原電池-資料下載頁
2025-06-07 13:55本頁面
【正文】 2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O 變?。腥藢K絲插入氫氧化鉀溶液中作電極，并在兩極片上分別通甲烷和氧氣形成電池，從而設(shè)計出一種燃料電池。該電池中通甲烷的鉑絲為 極，發(fā)生的電極反應(yīng)為 。該電池工作時（放電）反應(yīng)的總化學(xué)方程式為 。電池工作時溶液的pH值將（填“不變”、“變小”、“變大”）。 （1）開袋后空氣進入，鐵為負極，碳為正極，食鹽水為電解質(zhì)溶液，由它們組成許多微小原電池。鐵被氧化放出熱量，且不斷進行原電池反應(yīng)而緩慢且持續(xù)地放熱。在負極形成的Fe2＋離子又被氧化成Fe3＋離子，并與正極出現(xiàn)的OH－離子形成Fe(OH)3，并不斷在受熱時變?yōu)镕e2O3xH2O即鐵銹。（2）正極為碳，電極反應(yīng)：2H2O＋O2＋4e－＝4OH－ 負極為鐵，電極反應(yīng)： Fe－2e－＝Fe2＋（放出熱量）。．市場上出售的一種熱敷袋中的主要成分是鐵屑、炭粉、木屑和少量食鹽水等。熱敷袋在啟用之前在包袋的透氣材料袋外用一個不透氣的塑料袋密封。使用時打開外邊的塑料袋的口部，用手輕揉，不久就發(fā)熱，即可進行熱敷。使用后會發(fā)現(xiàn)袋里的物質(zhì)出現(xiàn)大量的鐵銹。試回答：（1）這種熱敷袋中有關(guān)發(fā)出熱量的原理是什么？（2）寫出有關(guān)的致熱的電極反應(yīng)方程式，并標明在何處發(fā)生這些反應(yīng)。 鋅表面形成堿式碳酸鋅保護層。鋅層部分破損后，因原電池作用（鋅為負極，鐵為正極）保護鐵。．鋅比鐵活潑，但鍍鋅的鐵皮（白鐵）可保護鐵，為什么？在鋅層部分破損后仍能保護鐵，為什么？ 在陰極上O2被還原成OH－，在陽極上Fe被氧化成Fe2＋：2H2O＋O2＋4e－＝4OH－ Fe→Fe2＋＋2e－．把兩個用導(dǎo)線聯(lián)接的鐵電極放入到?jīng)]有空氣的溶液中，當在其中一個電極上通入氧氣則發(fā)現(xiàn)另一個電極開始溶解，且導(dǎo)線上有電流通過，而通氧氣的電極周圍的溶液變成了堿性。試解釋這一現(xiàn)象，寫出電極反應(yīng)式，畫出電池圖并標出陰極、陽極及電子流動的方向。 35%．在一個盛有AgNO3溶液的燒杯中，放入質(zhì)量相同的Zn片和Ag片，兩塊金屬片與一個小燈泡相連，經(jīng)過一段時間后，從溶液中取出金屬片，這時發(fā)現(xiàn)，二者的質(zhì)量增量相等，試確定組成的原電池的有效功率—完成的電流功對理論可能功之比，（假設(shè)整個過程是定量進行的，且原電池的電壓不變）C組 （1）601kJ/kg；（2）756 kJ/kg．電池的一個重要的質(zhì)量指標是能量密度，即輸送的能量除以消耗掉的反應(yīng)物的質(zhì)量。試比較下列能量密度？（1）（近似）鉛蓄電池，其放電反應(yīng)是Pb＋PbO2 ＋2H2SO4→2PbSO4＋2H2O（2）（近似）鎳電池，其放電反應(yīng)是Cd＋2NiOH＋2H2O→Cd(OH)2＋2Ni(OH)2提示：在計算時不考慮實際情況中求反應(yīng)的那部分反應(yīng)物和不參與反應(yīng)的結(jié)構(gòu)材料的重量。 （1）103kJ/kg；（2）103kJ/kg．致力于研究輕型電池的設(shè)計師們已把注意力轉(zhuǎn)向第Ⅰ放元素Li和Na，這些元素不僅當量質(zhì)量小而且還原電勢的代數(shù)值很低（由于這種電池反應(yīng)是在非水介質(zhì)中進行的，所以電池的電壓不能用查表的數(shù)據(jù)準確計算。以下給出的電壓都是粗略的估計值）。試計算（1）～（Ⅳ）硫化物電池和（2）～－硫電池的能量密度？它們的放電反應(yīng)如下：（1）Li＋TiS2→（Li＋）（TiS2－）（2）2Na＋S2→（Na＋）2（S22－） 負極：Zn＋2OH－－2e－＝Zn(OH)2 正極：Ag2O＋2H2O＋4e－＝2Ag＋4OH－ 電池反應(yīng)：2Zn＋Ag2O＋2H2O＝2Ag＋2Zn(OH)2．已知銀鋅電池的電池符號為：Zn（s）| ZnO（s）| KOH（40%），K2ZnO2（aq）|| Ag2O | Ag（s），寫出該電池的負極反應(yīng)、正極反應(yīng)及電池反應(yīng)。 實驗初，石墨的增量為0，這是因為兩種金屬氯化物中的一種氯化物被Zn還原，且還原產(chǎn)物溶于水，在第3～5次稱量中，石墨陰極的質(zhì)量遞增，這是由于金屬氯化物之一被還原生成不溶性產(chǎn)物（金屬或它的低氧化態(tài)不溶性氯化物）在其上面沉淀的結(jié)果，根據(jù)隨后陰極質(zhì)量的減少來判斷，顯然沉淀不是金屬。實驗的最后，兩個電極的質(zhì)量恒定，這相應(yīng)于電化學(xué)過程結(jié)束。分析5～8號稱量中有如下的關(guān)系，Zn片所失電子：應(yīng)等于石墨片上所得電子數(shù)。以失重的情況看，應(yīng)是氯化物還原為金屬，將失重質(zhì)量除以所得電子的物質(zhì)的量，其值依次為：。我們有理由推斷是沉淀物質(zhì)釋放Cl－后變?yōu)榻饘佟７治?～5號，從得失電子看，102。相當于低氧化態(tài)金屬氯化物，經(jīng)討論應(yīng)為Cu。故原物質(zhì)中有CuCl2。最初：Cu2＋＋Cl－＋e－＝CuCl↓；隨后：CuCl＋e－＝Cu＋Cl－。 另一種氯化物的確定；（在CuCl被還原期間，在第一種氯化物被還原期間，）因為實驗開始時氯化物質(zhì)量相等，從得失電子相等列式，可得M＝160（符合于FeCl3）實驗開始時的質(zhì)量均為：．在一個放有多孔隔板的容器中，被隔開的一部分盛放的是質(zhì)量相等的兩種金屬氯化物混合物的溶液，另一部分盛放的是ZnCl2的水溶液，容器的第一部分底部放一薄石墨片、第二部分底部放一薄Zn片，這兩個薄片可以與其上拆出的沉淀一起稱量。將溶液進行攪拌，用導(dǎo)線將兩薄片連接，兩者質(zhì)量隨時間的變化（按稱量序號增大的序次）列于下表：稱量編號電極片質(zhì)量的變化Δm/g石墨Zn片實驗前1－2－3＋－4＋－5＋－6＋－7＋－8＋－9＋－（1）解釋實驗結(jié)果，寫出反應(yīng)方程式。（2）在容器的第一部分中盛放的是兩種什么金屬的氯化物？在實驗開始前它們的質(zhì)量是多少？（鋅和水的反應(yīng)可忽略不計） 參考答案（86）
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