2010年中科院某所宣布,“大容量钠硫储能电池”已研发成功,(之前,世界上仅日本拥有)。该电池的两极材料分别为钠和硫,负极材料是________ , 正极材料是________________ 。
更新时间:2021-08-12 23:39:07
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解题方法
【推荐1】化学电源在生产生活中有着广泛的应用,请回答下列问题:
(1)理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。利用反应“
”设计成一个化学电池,该电池的负极发生____ (填“氧化”或“还原”)反应,电解质溶液是_____ 溶液。
(2)为了探究化学反应中的能量变化,某同学设计了相同条件下如图一、图二(铜、锌之间导线连接)的两个实验,有关实验的下列说法正确的是______(填字母)。
(3)某同学利用原电池反应检测金属的活动性顺序,设计了相同条件下如图三(
的
溶液)、图四(
的
溶液)的两个实验。
向_____ (填“镁片”或“铝片”)移动;
②图四中铝片为_____ 极,其电极反应式为:_____ 。
③依据该实验得出的下列结论中,正确的有_____ (填字母)。
A.利用原电池反应判断金属活动性强弱不一定准确
B.镁的金属性不一定比铝的金属性强
C.初中所学的金属活动性顺序已过时,没有实用价值
D.电极不变,电解质溶液不同,电极反应也可能不同
(4)一定量的Zn与足量的稀硫酸反应制氢气,反应过程中生成气体的体积随时间的变化如图五中的曲线①。某同学欲通过改变某一条件将其曲线①变成曲线②。下列措施能实现其目的的是_____(填字母)。
(5)为减少汽车尾气的污染,逐步向着新能源汽车发展。肼—空气燃料电池是一种碱性电池,无污染,能量高,有广泛的应用前景,工作原理如图六所示。回答下列问题:_____ 。
②电池工作时,
移向______ 电极(填“左侧”或“右侧”);电池工作一段时间后,电解质溶液的pH将____ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(6)白磷在氧气中燃烧的化学方程式可用结构式表示如图七:
根据表中数据计算:
(白磷)在氧气中充分反应______ (填“吸收”或“放出”)______
能量。
(1)理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。利用反应“
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(2)为了探究化学反应中的能量变化,某同学设计了相同条件下如图一、图二(铜、锌之间导线连接)的两个实验,有关实验的下列说法正确的是______(填字母)。
A.图一和图二中温度计读数均高于室温 | B.温度计读数图一高于图二 |
C.图一和图二只在锌棒表面产生气泡 | D.产生气体的速率图二快于图一 |
(3)某同学利用原电池反应检测金属的活动性顺序,设计了相同条件下如图三(
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②图四中铝片为
③依据该实验得出的下列结论中,正确的有
A.利用原电池反应判断金属活动性强弱不一定准确
B.镁的金属性不一定比铝的金属性强
C.初中所学的金属活动性顺序已过时,没有实用价值
D.电极不变,电解质溶液不同,电极反应也可能不同
(4)一定量的Zn与足量的稀硫酸反应制氢气,反应过程中生成气体的体积随时间的变化如图五中的曲线①。某同学欲通过改变某一条件将其曲线①变成曲线②。下列措施能实现其目的的是_____(填字母)。
A.滴加少量的![]() | B.滴加少量的浓硫酸 |
C.加入少量的![]() | D.加入少量的![]() |
(5)为减少汽车尾气的污染,逐步向着新能源汽车发展。肼—空气燃料电池是一种碱性电池,无污染,能量高,有广泛的应用前景,工作原理如图六所示。回答下列问题:
②电池工作时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e4e38f492eda9905b962dfbfc36feef0.png)
(6)白磷在氧气中燃烧的化学方程式可用结构式表示如图七:
化学键 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
键能(![]() | 200 | 360 | 500 | 585 |
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【推荐2】如图所示:
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(1)若开始时开关K与a连接,则铁发生电化学腐蚀中的________ 腐蚀(填“吸氧”或“析氢”),正极发生的电极反应式为_______________ 。
(2)若开始时开关K与b连接,两极均有气体产生,则N端是电源的________ 极(填“正”或“负”),电解池总反应的离子方程式为_________ 。
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(1)若开始时开关K与a连接,则铁发生电化学腐蚀中的
(2)若开始时开关K与b连接,两极均有气体产生,则N端是电源的
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【推荐3】如图为原电池装置示意图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/5/4/1937905545510912/1938832812605440/STEM/6e31d2ad22b44ccaa2242e5d892d15bf.png?resizew=72)
(1)若A为Pb,B为PbO2,电解质溶液为H2SO4溶液,电池的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。则该电池在工作时,A电极的质量将_______ (填“增加”、“减小”或“不变”)。若该电池反应消耗了0.1mol H2SO4,则转移电子的数目为_______ (设NA为阿伏伽德罗常数的值)
(2)若A、B均为铂片,电解质溶液为KOH溶液,分别从A、B两极通入CH4和O2,该电池即为甲烷燃料电池,写出A极的电极反应式:__________________________ ;该电池工作一段时间后,溶液的碱性将___________ (填“增强”、“减弱”或“不变”)。
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(1)若A为Pb,B为PbO2,电解质溶液为H2SO4溶液,电池的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。则该电池在工作时,A电极的质量将
(2)若A、B均为铂片,电解质溶液为KOH溶液,分别从A、B两极通入CH4和O2,该电池即为甲烷燃料电池,写出A极的电极反应式:
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【推荐1】回答下列问题
(1)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图所示。电池工作时,外电路上电流的方向应从电极_______ (填A或B)流向用电器。内电路中,
向电极_______ (填A或B)移动,电极A上
参与的电极反应为_______ 。
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(2)某种燃料电池的工作原理示意如图所示,a、b均为惰性电极。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/16/2980698985635840/2981246955036672/STEM/dfb2cfc3-1926-4109-9ae8-21ceba6cafe8.png?resizew=232)
①假设使用的“燃料”是氢气(
),则a极的电极反应式为_______ 。
②假设使用的“燃料”是甲醇(
),则a极的电极反应式为_______ 。如果消耗甲醇
,假设化学能完全转化为电能,则转移电子的数目为_______ (用
表示)。
(1)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图所示。电池工作时,外电路上电流的方向应从电极
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(2)某种燃料电池的工作原理示意如图所示,a、b均为惰性电极。
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①假设使用的“燃料”是氢气(
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②假设使用的“燃料”是甲醇(
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【推荐2】能量之间可以相互转化,电解饱和食盐水制备
是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。限选物质:
、
、
,铜片、铁片、锌片和导线。
(1)完成原电池甲的装置示意图(如图所示),并做相应标注。要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素______________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/13/f1bf58ae-52e6-4fcc-bbc0-633b89eb3ab3.png?resizew=149)
(2)以铜片为电极之一,
为电解质,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极______________ 。
(3)甲、乙两种原电池中,可更有效地将化学能转化为电能的是________ (填“甲”或“乙”),其原因是________________ 。
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(1)完成原电池甲的装置示意图(如图所示),并做相应标注。要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/13/f1bf58ae-52e6-4fcc-bbc0-633b89eb3ab3.png?resizew=149)
(2)以铜片为电极之一,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37d5a9945f81713ef01ab3cc727dc9a7.png)
(3)甲、乙两种原电池中,可更有效地将化学能转化为电能的是
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【推荐3】认真观察下列装置(已知装置E为电解池),回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/16/b5c61e30-25e2-4150-b1eb-412ef415c142.png?resizew=579)
(1)装置A中Pt电极上发生的电极反应为________ 。
(2)装置C中Pb电极上发生的电极反应为________ 。
(3)若装置E的目的是在Cu材料上镀银,则银电极为极板________ (填M或N),实验开始时极板M和极板N的质量相等,当两极板质量差为2.16g时,设NA为阿伏加德罗常数的值,电路中通过________ (填含NA的表达式)个电子。
(4)当装置D中两极产生的气体体积相等时,析出铜的质量为________ g,每个石墨电极产生的气体体积均为________ (标准状况下)L,忽略反应前后溶液体积的变化,则此时溶液中c(H+)=________ mol∙L-1。
(5)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可实现NaOH再生,同时得到H2SO4,其原理如图所示(电极材料均为石墨)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/16/75ab1c5a-0273-4f4a-9d8e-41973dc3fe02.png?resizew=486)
①图中产物A为________ (填化学式);离子交换膜M为________ (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
②b极的电极反应式为________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/16/b5c61e30-25e2-4150-b1eb-412ef415c142.png?resizew=579)
(1)装置A中Pt电极上发生的电极反应为
(2)装置C中Pb电极上发生的电极反应为
(3)若装置E的目的是在Cu材料上镀银,则银电极为极板
(4)当装置D中两极产生的气体体积相等时,析出铜的质量为
(5)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可实现NaOH再生,同时得到H2SO4,其原理如图所示(电极材料均为石墨)。
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①图中产物A为
②b极的电极反应式为
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解题方法
【推荐1】回答下列问题
(1)原电池是把_______ 能转化为_______ 能的装置
(2)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图所示,电池正极的电极反应式是_______ ,A是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/29/b880071a-e346-41bb-8c23-d7ac1e4c0210.png?resizew=307)
(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度,其装置如图所示。该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动,工作时O2-的移动方向_______ (填“从a到b”或“从b到a”),负极发生反应的物质是_______ ,该电极电极反应式为_______ 。
(1)原电池是把
(2)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图所示,电池正极的电极反应式是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/29/b880071a-e346-41bb-8c23-d7ac1e4c0210.png?resizew=307)
(3)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度,其装置如图所示。该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动,工作时O2-的移动方向
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/29/79222298-e78e-4a32-969b-8968be2597bf.png?resizew=318)
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【推荐2】某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用,设计四组实验,实验结果记录如下:
(1)实验1.2中,电极Al的作用___________ (填“相同”、“不相同”)。
(2)实验3中,电极Al为___________ (填“正极”、“负极”)。写出实验4中,电极Al的电极反应式是___________ 。
(3)
电池电容量大,安全性高,能有效利用
,其工作原理如图所示,
形成
和C沉积在Pd包覆纳米多孔金电极表面。写出该电池的总反应方程式是___________ 。
编号 | 电极材料 | 电解质溶液 | 电流表指针偏转方向 |
1 | Mg、Al | 稀盐酸 | 偏向Al |
2 | Al、Cu | 稀盐酸 | 偏向Cu |
3 | Al、石墨 | 稀盐酸 | 偏向石墨 |
4 | Mg、Al | 氢氧化钠溶液 | 偏向Mg |
(2)实验3中,电极Al为
(3)
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(0.65)
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【推荐3】回答下列问题
(1)第三代混合动力车,目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图1所示,其总反应式为
。根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH___________ (填“增大”“减小”或“不变”),
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/25/e4e5a53f-66a5-4dbc-b27a-1299ebd21507.png?resizew=262)
(2)
是一种半导体材料,可通过如图2所示的电解装置制取,电解总反应式为
,阳极的电极反应式是___________ 。用镍氢电池作为电源进行电解,当电池中有
被消耗时,
的理论产量为___________ g。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/25/eec6f9b3-5331-4d3f-9af7-83514b3a540b.png?resizew=268)
(3)高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水,是一种新型多功能水处理剂,可以用电解法制取:
,工作原理如上图3所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的
,镍电极有气泡产生。电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在___________ (填“阴极室”或“阳极室”);阳极反应式为:___________ 。
(1)第三代混合动力车,目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理如图1所示,其总反应式为
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(2)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d663429863c1239ef8715d438154092d.png)
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(3)高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水,是一种新型多功能水处理剂,可以用电解法制取:
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(0.65)
解题方法
【推荐1】利用烧结的铁碳混合材料可除去废水中的污染物,在有、无溶解氧的情况下均可在溶液中生成絮凝剂,实现高效工作,其作用原理图示如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/16/712a67ea-b1ea-4e73-b689-dc32a32812fb.png?resizew=330)
请回答:
(1)写出铁电极上电极方程式_________ 。
(2)下列叙述正确的是。
(3)有溶解氧时絮凝过程是利用了铁离子水解产物吸附污染物完成截流,写出相关的离子方程式_______ 。
(4)无溶解氧时,可以利用生成的絮凝剂处理含铬废水
,最终溶液中的金属离子均生成氢氧化物沉淀。已知国家标准中污染物排放浓度的单位为mg·L-1,若每处理10.0 m3污水,电极上共转移1.20 mol电子,则该污水在处理前的排放浓度为________ (以铬元素的量计算)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/16/712a67ea-b1ea-4e73-b689-dc32a32812fb.png?resizew=330)
请回答:
(1)写出铁电极上电极方程式
(2)下列叙述正确的是。
A.铁电极为正极,碳电极为负极 |
B.经过加热烧结的铁碳混合物表面空隙发达,吸附能力大幅提高,有利除污 |
C.碳电极上的反应环境为无溶解氧环境 |
D.铁碳混合材料工作过程中电子从铁电极流出,被絮凝剂运输至碳电极表面 |
(4)无溶解氧时,可以利用生成的絮凝剂处理含铬废水
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填空题
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适中
(0.65)
【推荐2】锂电池是20世纪末迅速发展起来的新一代高性能二次电池,以其特有的性能优势已在便携式电器如手提电脑、摄像机、移动通讯中得到普遍应用。目前商用锂离子电池大多采用各种嵌锂的碳/石墨材料为负极材料、LiCoO2或LiNiO2等复合氧化物为正极材料。尖晶石型Li4Ti5O12是 一种很有应用前景的锂离子电池负极材料,在嵌锂过程中变为盐岩型Li7Ti5O12。请回答下列问题:
(1)LiNiO2与Li4Ti5O12中,Ni和Ti元素的化合价各是多少?________ ;__________ 。
(2)将TiO2与Li2CO3混合后在空气中加热到1073 K,可得到Li4Ti5O12, 写出反应方程式__________ 。
(3)若用LiNiO2与Li4Ti5O12作为锂离子电池的两极,写出充电过程中两极发生的化学反应方程式________ ;__________ 。
(4)Li4Ti5O12与Li7Ti5O12结构相似、晶格常数相近,被誉为“零应变”材料。这对Li4Ti5O12用作锂离子电池负极有什么好处?__________ 。
(5)作为锂离子电池的负极材料,导电能力太差是Li4Ti5O12的主要缺点,应如何改进其导电性能?_________ 。
(1)LiNiO2与Li4Ti5O12中,Ni和Ti元素的化合价各是多少?
(2)将TiO2与Li2CO3混合后在空气中加热到1073 K,可得到Li4Ti5O12, 写出反应方程式
(3)若用LiNiO2与Li4Ti5O12作为锂离子电池的两极,写出充电过程中两极发生的化学反应方程式
(4)Li4Ti5O12与Li7Ti5O12结构相似、晶格常数相近,被誉为“零应变”材料。这对Li4Ti5O12用作锂离子电池负极有什么好处?
(5)作为锂离子电池的负极材料,导电能力太差是Li4Ti5O12的主要缺点,应如何改进其导电性能?
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填空题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】如图是一种正在投入生产的大型蓄电系统。左右两侧为电解质储罐,中央为电池,电解质通过泵不断在储罐和电池间循环;电池中的左右两侧为电极,中间为离子选择性膜,在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过;放电前,被膜隔开的电解质为Na2S2 和NaBr3, 放。电后,分别变为Na2S4 和NaBr。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/9/2760413325230080/2760745783754752/STEM/28eaa90babfa4732a6cb8d538eaba8ab.png?resizew=304)
(1)左、右储罐中的电解质分别为:
左:___________ ; 右:___________ 。
(2)写出电池充电时,阳极和阴极的电极反应。
阳极:___________ ; 阴极:___________ 。
(3)写出电池充、放电的反应方程式_______ 。
(4)指出在充电过程中钠离子通过膜的流向_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/9/2760413325230080/2760745783754752/STEM/28eaa90babfa4732a6cb8d538eaba8ab.png?resizew=304)
(1)左、右储罐中的电解质分别为:
左:
(2)写出电池充电时,阳极和阴极的电极反应。
阳极:
(3)写出电池充、放电的反应方程式
(4)指出在充电过程中钠离子通过膜的流向
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