化学电源在日常生活和工业生产中有着重要的应用。
Ⅰ.如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题:
(1)甲烷燃料电池负极的电极反应式为___________ 。
(2)C极的电极反应式为___________ 。
(3)若有2.24L(标准状况下)氧气参加反应,则乙装置中铁极上生成的气体体积为___________ L(标准状况下);丙装置中阴极析出铜的质量为___________ g。
Ⅱ.科学家发明的一种光化学电池可充分利用太阳能,其结构如图所示,电池总反应为AgCl(s)+Cu+(aq)Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq)
(4)①Cl-的迁移方向为___________ (填“正极到负极”或“负极到正极”)。
②正极的电极反应式为___________ 。
③若用该光化学电池为手机充电并将手机电池从零电量充满,若该手机电池容量为3200mA/h,则理论上消耗AgCl的质量为___________ g(保留一位小数)(已知:1库仑约为1.0×10-5mol电子所带的电量)。
Ⅰ.如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题:
(1)甲烷燃料电池负极的电极反应式为
(2)C极的电极反应式为
(3)若有2.24L(标准状况下)氧气参加反应,则乙装置中铁极上生成的气体体积为
Ⅱ.科学家发明的一种光化学电池可充分利用太阳能,其结构如图所示,电池总反应为AgCl(s)+Cu+(aq)Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq)
(4)①Cl-的迁移方向为
②正极的电极反应式为
③若用该光化学电池为手机充电并将手机电池从零电量充满,若该手机电池容量为3200mA/h,则理论上消耗AgCl的质量为
更新时间:2022-03-16 15:12:16
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【推荐1】我国首创以铝组成的金属—海水—空气电池作为新型海水标志灯的能源,它以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝组成的金属不断氧化而产生电流。
(1)只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光,则该电池的负极反应式为__________ ;
(2)电解法可制取碳的一种气态氢化物C2H4(如图所示)电极a接电源的__________ 极,该电极反应式为__________ ;
(3)将SO2气体通入BaCl2和HNO3的混合溶液中,生成白色沉淀和无色气体NO,有关反应的离子方程式为__________ ;
(4)处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx,
已知:①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574kJ•mol-1;
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1160kJ•mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为__________ ;
(5)H2O2在工业、农业、医药上都有广泛的用途。用碱性氢氧燃料电池可合成H2O2,具有效率高、无污染等特点。电池总反应式为H2+O2+OH-=H2O+,写出正极反应式__________ 。
(1)只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光,则该电池的负极反应式为
(2)电解法可制取碳的一种气态氢化物C2H4(如图所示)电极a接电源的
(3)将SO2气体通入BaCl2和HNO3的混合溶液中,生成白色沉淀和无色气体NO,有关反应的离子方程式为
(4)处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx,
已知:①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574kJ•mol-1;
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1160kJ•mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
(5)H2O2在工业、农业、医药上都有广泛的用途。用碱性氢氧燃料电池可合成H2O2,具有效率高、无污染等特点。电池总反应式为H2+O2+OH-=H2O+,写出正极反应式
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【推荐2】热能和电能是人类生产生活中的两种重要能源。
I.合成氨工业是煤化工产业链中非常重要的一步。
(1)已知断开键、键和键分别需要吸收的能量为和,则每生成需要_______ (填“吸收”或“放出”)热量_______ 。
(2)在相同条件下向密闭容器中充入和足量,完全反应后吸收或放出的热量_______ (填“大于”、“等于”或“小于”)(1)中计算值。
II.燃料电池具备较高的能量转化率。乙醇(C2H5OH)碱性燃料电池的工作原理如图所示。
(3)导线中电流的移动方向为_______ (用“a→b”或“b→a”表示)。
(4)负极反应式为_______ ,放电一段时间后,溶液的将_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
III.充电电池实现了化学能与电能间的相互转化。磷酸铁锂电池是一种将锂嵌入碳材料,以放电含导电固体为电解质的充电电池,电池反应式为:
(5)请写出该电池放电时的正极反应式:_______ 。
I.合成氨工业是煤化工产业链中非常重要的一步。
(1)已知断开键、键和键分别需要吸收的能量为和,则每生成需要
(2)在相同条件下向密闭容器中充入和足量,完全反应后吸收或放出的热量
II.燃料电池具备较高的能量转化率。乙醇(C2H5OH)碱性燃料电池的工作原理如图所示。
(3)导线中电流的移动方向为
(4)负极反应式为
III.充电电池实现了化学能与电能间的相互转化。磷酸铁锂电池是一种将锂嵌入碳材料,以放电含导电固体为电解质的充电电池,电池反应式为:
(5)请写出该电池放电时的正极反应式:
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【推荐3】人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术发展中,电池发挥着越来越重要的作用,如在宇宙飞船、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船、电脑、收音机、照相机、电子手表、心脏起搏器等,都离不开各式各样的电池,同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息,回答下列问题:
(1)电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液,工作时电池总反应为Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2。
①工作时电流从________ 极流出(填“Ag2O”或“Zn”)。
②电极反应式:正极______________________________________________ ,
③工作时电池正极区的pH________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)甲烷燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于铅蓄电池。若电解质为KOH溶液,则甲烷燃料电池的负极反应式为____________________ 。该电池工作时,外电路每流过1×103 mol e-,消耗标况下甲烷_________ m3。
(1)电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液,工作时电池总反应为Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2。
①工作时电流从
②电极反应式:正极
③工作时电池正极区的pH
(2)甲烷燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于铅蓄电池。若电解质为KOH溶液,则甲烷燃料电池的负极反应式为
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【推荐1】如图是原电池和电解池的组合装置图。请回答:
(1)若甲池某溶液为稀H2SO4,闭合K时,电流表指针发生偏转,电极材料A为碳棒,B为Fe,则:
①A碳电极上发生的现象为___ 。
②丙池中E、F电极均为碳棒,E电极为__ (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)。如何检验F侧出口的产物____ 。
(2)若需将反应:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如图所示甲池的单液原电池装置,则正极反应式为___ 。
(3)若甲池为氢氧燃料电池,某溶液为KOH溶液,A极通入氢气,
①A电极的反应方程式为:___ 。②若线路中转移0.02mol电子,则乙池中C极质量改变___ g。
(1)若甲池某溶液为稀H2SO4,闭合K时,电流表指针发生偏转,电极材料A为碳棒,B为Fe,则:
①A碳电极上发生的现象为
②丙池中E、F电极均为碳棒,E电极为
(2)若需将反应:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如图所示甲池的单液原电池装置,则正极反应式为
(3)若甲池为氢氧燃料电池,某溶液为KOH溶液,A极通入氢气,
①A电极的反应方程式为:
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【推荐2】(1)依据反应:2Ag+(aq)+Cu(s) =Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如下图所示。
①电极X的材料是___________ ;Y溶液可以是___________ ;
②银电极上发生的电极反应式是___________ 。
③在电池放电过程中,盛有饱和KCl琼脂溶胶的盐桥中,向CuSO4溶液一端扩散的离子是___________ (填离子符号)。
(2)金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀,可以采用电化学手段进行防腐。
①洗过的铁锅,未及时擦干容易生锈。写出铁锅生锈过程的正极反应式___________ 。
②为了减缓某水库钢闸门被腐蚀的速率,可以采用下图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用___________ (填写字母序号)。
A.铜 B.钠 C.锌 D.石墨
③图乙所示方案也可以减缓钢闸门的腐蚀速率,则钢闸门应连接直流电源的___________ 极,钢闸门上发生的电极反应式为___________ 。
①电极X的材料是
②银电极上发生的电极反应式是
③在电池放电过程中,盛有饱和KCl琼脂溶胶的盐桥中,向CuSO4溶液一端扩散的离子是
(2)金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀,可以采用电化学手段进行防腐。
①洗过的铁锅,未及时擦干容易生锈。写出铁锅生锈过程的正极反应式
②为了减缓某水库钢闸门被腐蚀的速率,可以采用下图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用
A.铜 B.钠 C.锌 D.石墨
③图乙所示方案也可以减缓钢闸门的腐蚀速率,则钢闸门应连接直流电源的
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【推荐3】电化学在生活中的应用广泛,请根据电化学原理回答下列问题。
(1)如图中,电流表指针发生偏转,Zn作负极,则A电极上发生的电极反应式为___________ ;若A也为金属,则金属活动性Zn___________ A(填>,<或=)。反应进行一段时间后溶液酸性将___________ (填“增强”或“减弱”或“基本不变”)。
(2)C2H5OH可作为燃料使用,用C2H5OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池如下图。电池总反应为C2H5OH+3O2=3H2O+2CO2,则d电极是___________ (填“正极”或“负极”),c电极的电极反应式为___________ 。
(3)某原电池装置初始状态如下图所示,电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl。当电路中转移amole-时,交换膜左侧溶液中约减少___________ mol离子。交换膜右侧溶液中c(HCl)___________ (填“>”、“<”或“=”)lmol/L忽略溶液体积变化和Cl2溶于水)。
(4)如下图所示,以石墨为电极电解氯化钠溶液,X为___________ 极。实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞溶液,则电解时在X极附近观察到的现象是___________ 。若将X电极材料换为Cu,则X电极上的电极反应式将___________ (填“发生变化”或“不变”)。向电解所得溶液中加入通入过量二氧化碳的离子方程式为:___________ 。
(1)如图中,电流表指针发生偏转,Zn作负极,则A电极上发生的电极反应式为
(2)C2H5OH可作为燃料使用,用C2H5OH和O2组合形成的质子交换膜燃料电池如下图。电池总反应为C2H5OH+3O2=3H2O+2CO2,则d电极是
(3)某原电池装置初始状态如下图所示,电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl。当电路中转移amole-时,交换膜左侧溶液中约减少
(4)如下图所示,以石墨为电极电解氯化钠溶液,X为
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【推荐1】(1)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在________ (填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为______________________ 。
③c( Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c( Na2FeO4)低于最高值的原因:_______ 。
(2)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在________ 极,该电极反应式是______________________ 。
①电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为
③c( Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c( Na2FeO4)低于最高值的原因:
(2)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在
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【推荐2】2021年,我国科学家以二氧化碳为原料,通过全合成方法成功制得了淀粉,取得了科技领域的一个重大突破。以CO2为原料制备甲醇、合成气、淀粉等能源物质具有广阔的发展前景。
I.在催化剂的作用下,氢气还原CO2的过程中可同时发生反应①②。
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-50kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1kJ·mol-1
(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=_______ kJ·mol-1。
(2)已知反应①的△S=-177.2J·mol-1·K-1,在下列哪些温度下反应能自发进行?_______(填标号)。
(3)在恒温恒容密闭容器中,充入一定量的CO2及H2,起始及达到平衡时,容器内各气体的物质的量及总压强数据如表所示:
已知p0=1.4p,则表中m=_______ ;反应①的平衡常数Kp=_______ (kPa)-2(用含p的代数式表示)。
(4)向恒压反应器中通入3molH2和1molCO2,CO2的平衡转化率及CH3OH的平衡产率随温度变化的关系如图所示。已知:CH3OH的产率=100%。
图中500K以后,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______ 。
II.固体氧化物电解池(SOEC)利用废热电解水和CO2来制合成气(主要组分为一氧化碳和氢气),因为高温电解可降低内阻,所以相比于低温电解池表现出更高的电解效率。
(5)a为电源的_______ 极(填“正”或“负”)。
(6)生成一氧化碳和氢气物质的量之比为1:3时的电极反应式为_______ 。
I.在催化剂的作用下,氢气还原CO2的过程中可同时发生反应①②。
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-50kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1kJ·mol-1
(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=
(2)已知反应①的△S=-177.2J·mol-1·K-1,在下列哪些温度下反应能自发进行?_______(填标号)。
A.0℃ | B.5℃ | C.25℃ | D.500℃ |
n(CO2)/mol | n(H2)/mol | n(CH3OH)/mol | n(CO)/mol | n(H2O)/mol | 总压/kPa | |
起始 | 0.5 | 0.9 | 0 | 0 | 0 | p0 |
平衡 | m | 0.3 | p |
(4)向恒压反应器中通入3molH2和1molCO2,CO2的平衡转化率及CH3OH的平衡产率随温度变化的关系如图所示。已知:CH3OH的产率=100%。
图中500K以后,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是
II.固体氧化物电解池(SOEC)利用废热电解水和CO2来制合成气(主要组分为一氧化碳和氢气),因为高温电解可降低内阻,所以相比于低温电解池表现出更高的电解效率。
(5)a为电源的
(6)生成一氧化碳和氢气物质的量之比为1:3时的电极反应式为
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【推荐3】膜技术原理在化工生产中有着广泛的应用。有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5,装置图如下。
(1)A装置是_______ ,B装置是_______ (填“原电池”或“电解池”)。
(2)N2O5在电解池的_______ (填“c极”或“d极”)区生成,其电极反应式为_______ 。
(3)A装置中通入O2一极的电极反应式为_______ 。
(4)若A装置中通入SO2的速率为2.24L·min-1(标准状况),为稳定持续生产,硫酸溶液的浓度应维持不变,则左侧水的流入速率应为_______ mL·min-1。
(1)A装置是
(2)N2O5在电解池的
(3)A装置中通入O2一极的电极反应式为
(4)若A装置中通入SO2的速率为2.24L·min-1(标准状况),为稳定持续生产,硫酸溶液的浓度应维持不变,则左侧水的流入速率应为
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【推荐1】生物燃料电池和燃料电池由于其自身的特点在生活、生产中具有广阔的应用前景。粗铜提纯的电化学装置示意图如图所示。
请回答下列问题:
(1)乙池是_______ (填“原电池”或“电解池”)。
(2)a、d电极的名称分别是_______ 、_______ (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”);f电极的材料是_______ (填名称)。
(3)闭合开关K,甲池中产生的H+的移动方向是_______ (填“从左室移向右室”或“从右室移向左室”);乙池中c电极的电极反应式是_______ 。
(4)该电化学装置中每消耗22.4L O2 (已换算成标准状况)时,电路中转移_______ 个电子,消耗的葡萄糖与甲醇的质量之比为_______ ,电极f的质量_______ (填标号)。
A.增加64 g B.减少64 g C.增加128 g D.减少128 g
请回答下列问题:
(1)乙池是
(2)a、d电极的名称分别是
(3)闭合开关K,甲池中产生的H+的移动方向是
(4)该电化学装置中每消耗22.4L O2 (已换算成标准状况)时,电路中转移
A.增加64 g B.减少64 g C.增加128 g D.减少128 g
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【推荐2】如图是一个电化学过程的示意图,请按要求回答下列问题
(1)甲池是_______ 装置(填“原电池”或“电解池”)
(2)写出电极反应式:通入 CH4的电极________ ; A(Fe)电极_______ 。
(3) 反应一段时间后,甲池中消耗 1.6g甲烷,则乙池中某电极的质量增加_____ g。
(4)反应一段时间后,乙池中溶液成分发生了变化,想要完全恢复到电解前可加入的物质是____
(5)某工厂烟气中主要含SO2,可用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示(电极材料为石墨)。
①图中a极要连接电源的______ (填“正”或“负”)极,C口流出的物质是______ 。
②SO32-放电的电极反应式为______ 。
(1)甲池是
(2)写出电极反应式:通入 CH4的电极
(3) 反应一段时间后,甲池中消耗 1.6g甲烷,则乙池中某电极的质量增加
(4)反应一段时间后,乙池中溶液成分发生了变化,想要完全恢复到电解前可加入的物质是
(5)某工厂烟气中主要含SO2,可用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示(电极材料为石墨)。
①图中a极要连接电源的
②SO32-放电的电极反应式为
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【推荐3】如图所示,通电5 min,电极5的质量增加2.16 g,请回答下列问题:
(1)a为电源的___ (填“正”或“负”)极,C池是___ 池。电极2的电极反应为________ ,电极3的电极反应为_______ 。
(2)如果B池中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变),则通电前溶液中Cu2+的物质的量浓度为______ 。
(3)如果A池溶液是200 mL足量的食盐水(电解过程溶液体积不变,溶质足量),则通电5 min后,溶液的pH为______ 。
(1)a为电源的
(2)如果B池中共收集到224 mL气体(标准状况)且溶液体积为200 mL(设电解过程中溶液体积不变),则通电前溶液中Cu2+的物质的量浓度为
(3)如果A池溶液是200 mL足量的食盐水(电解过程溶液体积不变,溶质足量),则通电5 min后,溶液的pH为
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