新型电池具有广阔的发展前景,根据所学知识回答下列问题:
(1)一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时,实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合,其工作原理如下图所示,写出放电过程中负极的电极反应式:___________ ,若过程中产生
,则消耗标准状况下
的体积为___________ L。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/6/13/3000546516148224/3001691309719552/STEM/e6a70a3ba14d486daa958566a80a2581.png?resizew=381)
(2)科学家设计出质子膜
燃料电池,实现了利用
废气资源回收能量并得到单质破,质子膜
燃料电池的结构示意图如图所示,写出负极的电极反应式___________ 。
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(3)以
为燃料可以设计甲烷燃料电池,该电池以稀
作电解质溶液,写出该电池正极电极反应式:___________
(1)一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时,实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合,其工作原理如下图所示,写出放电过程中负极的电极反应式:
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(2)科学家设计出质子膜
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(3)以
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更新时间:2022-06-15 08:19:30
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解题方法
【推荐1】铅蓄电池的总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O,请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/22/2856703332810752/3069364038737920/STEM/9afc6e7580e94e74aab439ab3e41ec06.png?resizew=173)
(1)放电时,正极的材料是_______ ;电解液中H2SO4浓度将变_______ (填“大”或“小”);电流方向从_______ (填“正”或“负”,下同)极流向_______ 极。当外电路通过1mol电子时,理论上负极板的质量增加_______ g。
(2)充电时Pb为_______ 极,Pb电极上的电极反应式为_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf2562d7808d0bfb584dd6cdb3840fa0.png)
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(1)放电时,正极的材料是
(2)充电时Pb为
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填空题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质溶液为KOH溶液。某研究小组以甲烷燃料电池(装置甲)为电源,模拟氯碱工业生产原理,装置如图所示。请回答以下问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/29/2f468709-e910-4dd4-83bd-2cac1999f746.png?resizew=241)
(1)B、D的电极名称分别是______ 、______ 。
(2)C极可以选用的材料是______ (填标号)。
(3)该装置开始工作时,Cl-向______ 极(填“C”或“D”)移动,工作一段时间后观察到D极的现象是______ ,C极发生的电极反应为______ 。
(4)甲装置中K+向______ 极(填“A”或“B”)移动,A极发生的电极反应为______ 。
(5)装置甲、乙中的电解质溶液足量,当电路中通过0.4mol电子时,气体a、b的总物质的量与气体c、d的总物质的量之比为______ 。
(6)若以装置甲为电源,要在铁器上镀铜,则铁器应连接______ (填“A”或“B”)极。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/29/2f468709-e910-4dd4-83bd-2cac1999f746.png?resizew=241)
(1)B、D的电极名称分别是
(2)C极可以选用的材料是
A.铁棒 | B.银棒 | C.石墨棒 | D.铜棒 |
(3)该装置开始工作时,Cl-向
(4)甲装置中K+向
(5)装置甲、乙中的电解质溶液足量,当电路中通过0.4mol电子时,气体a、b的总物质的量与气体c、d的总物质的量之比为
(6)若以装置甲为电源,要在铁器上镀铜,则铁器应连接
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】我国首创以铝—空气—海水电池作为能源的新型的海水标志灯,以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流,只要把灯放入海水数分钟,就会发出耀眼的白光。则:
(1)电源的负极材料是________ ,负极反应为___________ ;正极反应为___________ 。
(2)熔盐电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关电池反应式。负极反应式为2CO+2CO32--4e-=4CO2,正极反应式为____________ ,电池总反应式为____________ 。
(1)电源的负极材料是
(2)熔盐电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关电池反应式。负极反应式为2CO+2CO32--4e-=4CO2,正极反应式为
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解题方法
【推荐1】实验小组探究铝片做电极材料时的原电池反应,设计下表中装置进行实验并记录。
【实验1】
(1)实验1中,电解质溶液为盐酸,镁条做原电池的___________ 极。
【实验2】将实验1中的电解质溶液换为NaOH溶液进行实验2。
(2)该小组同学认为,此时原电池的总反应为
,据此推测应该出现的实验现象为___________ 。
实验2实际获得的现象如下:
(3)ⅰ中铝条表面放电的物质是溶解在溶液中的O2,则该电极反应式为___________ 。
(4)ⅱ中“电流计指针逐渐向零刻度恢复”的原因是___________ 。
【实验3和实验4】
为了排除Mg条的干扰,同学们重新设计装置并进行实验3和实验4,获得的实验现象如下:
(5)根据实验3和实验4可获得的正确推论是___________(填字母序号)。
(6)由实验1~实验4可推知,铝片做电极材料时的原电池反应与___________ 等因素有关。
【实验1】
装置 | 实验现象 |
![]() | 左侧装置电流计指针向右偏转,灯泡亮 右侧装置电流计指针向右偏转,镁条、铝条表面产生无色气泡 |
【实验2】将实验1中的电解质溶液换为NaOH溶液进行实验2。
(2)该小组同学认为,此时原电池的总反应为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e33c3b8246abafcb71dbd79fa5124c0.png)
实验2实际获得的现象如下:
装置 | 实验现象 |
![]() | ⅰ.电流计指针迅速向右偏转,镁条表面无气泡,铝条表面有气泡 ⅱ.电流计指针逐渐向零刻度恢复,经零刻度后继续向左偏转。镁条表面开始时无明显现象,一段时间后有少量气泡逸出,铝条表面持续有气泡逸出 |
(4)ⅱ中“电流计指针逐渐向零刻度恢复”的原因是
【实验3和实验4】
为了排除Mg条的干扰,同学们重新设计装置并进行实验3和实验4,获得的实验现象如下:
编号 | 装置 | 实验现象 |
实验3 | ![]() | 电流计指针向左偏转。铝条表面有气泡逸出,铜片没有明显现象;约10分钟后,铜片表面有少量气泡产生,铝条表面气泡略有减少。 |
实验4 | ![]() 煮沸冷却后的溶液 | 电流计指针向左偏转。铝条表面有气泡逸出,铜片没有明显现象:约3分钟后,铜片表面有少量气泡产生,铝条表面气泡略有减少。 |
A.上述两装置中,开始时铜片表面得电子的物质是O2 |
B.铜片表面开始产生气泡的时间长短与溶液中溶解氧的多少有关 |
C.铜片表面产生的气泡为H2 |
D.由“铝条表面气泡略有减少”能推测H+在铜片表面得电子 |
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解题方法
【推荐2】(1)近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/5/2629709318348800/2630109060251648/STEM/e320e14b64c744fd83f0206b563e2653.png?resizew=291)
请回答下列问题:
①Pt(a)电极反应式为___________ ;
②如果该电池工作时电路中通过2 mol电子,则消耗的CH3OH有___________ mol。
(2)某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸,装置如图所示。电极为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/5/2629709318348800/2630109060251648/STEM/6c53d574b55f4cdeb8e2989f1b1f822c.png?resizew=168)
①通入SO2的电极,其电极反应式为___________ 。
②电解质溶液中的H+通过质子膜___________ (填“向左”“向右”或“不”)移动
③电池总反应式为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/5/2629709318348800/2630109060251648/STEM/e320e14b64c744fd83f0206b563e2653.png?resizew=291)
请回答下列问题:
①Pt(a)电极反应式为
②如果该电池工作时电路中通过2 mol电子,则消耗的CH3OH有
(2)某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸,装置如图所示。电极为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/5/2629709318348800/2630109060251648/STEM/6c53d574b55f4cdeb8e2989f1b1f822c.png?resizew=168)
①通入SO2的电极,其电极反应式为
②电解质溶液中的H+通过质子膜
③电池总反应式为
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【推荐3】钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。钢铁容易生锈的主要原因是因为钢铁在炼制过程中混有少量的碳杂质,在潮湿的空气中容易形成原电池,发生电化学腐蚀。
(1)在空气酸度不大的环境中,其正极反应式为___________________
(2)下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是___________ (用序号表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/11/1793029203468288/1795109389074432/STEM/1d427704e3034ad198813714f0602674.png?resizew=433)
(3)下图装置的盐桥中盛有饱和NH4NO3琼脂溶液,能够连接两份电解质溶液,形成闭合回路:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/11/1793029203468288/1795109389074432/STEM/9599e91e49144ce48fe9be595e6ca20e.png?resizew=241)
①该装置的能量转化形式为:_________ ,装置工作时,盐桥中的NH4+移向___________ 。(“CuSO4溶液”或“AgNO3溶液”)
②若将盐桥换成铜丝,电路中也有电流通过,则铜丝左端为_________ 极,该极反应式为:___________ 。
(4)运用原电池原理,设计实验验证Cu2+、Fe3+氧化性的强弱,在下图方框内画出实验装置图_____________ (要求:设计一个带盐桥的原电池,标出电极名称及电解质溶液)。该原电池正极反应式__________________ 。
(1)在空气酸度不大的环境中,其正极反应式为
(2)下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/11/1793029203468288/1795109389074432/STEM/1d427704e3034ad198813714f0602674.png?resizew=433)
(3)下图装置的盐桥中盛有饱和NH4NO3琼脂溶液,能够连接两份电解质溶液,形成闭合回路:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/11/1793029203468288/1795109389074432/STEM/9599e91e49144ce48fe9be595e6ca20e.png?resizew=241)
①该装置的能量转化形式为:
②若将盐桥换成铜丝,电路中也有电流通过,则铜丝左端为
(4)运用原电池原理,设计实验验证Cu2+、Fe3+氧化性的强弱,在下图方框内画出实验装置图
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解题方法
【推荐1】(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应可表示为:Cd+2NiO(OH)+2H2O
2Ni(OH)2+Cd(OH)2,已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难于溶水但能溶于酸。则正极的反应式是___________ ,负极的反应式是___________ 。放电时负极附近的溶液的碱性________ (填“不变”、“变大”或“变小”)。
(2)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/19/2487863383498752/2488275391954944/STEM/4a7b9511-17d4-41d2-8eb4-4076a3c3d2e9.png?resizew=490)
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,CO32-向电极___________ (填A或B)移动,电极A上CO参与的电极反应为___________ 。
(3)将两铂片插入KOH溶液中作为电极,在两极区分别通入甲醇(CH3OH)和氧气构成燃料电池,则通入甲醇的电极是原电池的____ 极,该极的电极反应式是____________ ,通入氧气的电极是原电池的____ 极,电极反应式是___________________ 。如果消耗甲醇160 g,假设化学能完全转化为电能,则转移电子的数目为_______________ (用NA表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/19/2487863383498752/2488275391954944/STEM/ff596a2c0d35451ba5e9a17de2469616.png?resizew=46)
(2)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/19/2487863383498752/2488275391954944/STEM/4a7b9511-17d4-41d2-8eb4-4076a3c3d2e9.png?resizew=490)
电池工作时,外电路上电流的方向应从电极
(3)将两铂片插入KOH溶液中作为电极,在两极区分别通入甲醇(CH3OH)和氧气构成燃料电池,则通入甲醇的电极是原电池的
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【推荐2】回答下列问题:
(1)如图为以惰性电极进行电解的装置:写出A、B、C、D各电极上的电极反应式和总反应方程式:
溶液
溶液
A:__________ ,B:__________ ,总反应方程式:__________ ,
C:__________ ,D:__________ ,总反应方程式:__________ 。
(2)两个烧杯中电解质溶液足量,则A、B、C、D四个电极产物的物质的量之比为__________ 。
(3)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图,该电池电极表面镀了一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。请回答:__________ 。
②正极上消耗
(标准状况)气体时,转移电子的物质的量为__________ 。
(1)如图为以惰性电极进行电解的装置:写出A、B、C、D各电极上的电极反应式和总反应方程式:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/07d05cee2402360de2e5becf2e06a635.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6138a3eeb2a8554d086ded9e268c6ec9.png)
A:
C:
(2)两个烧杯中电解质溶液足量,则A、B、C、D四个电极产物的物质的量之比为
(3)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图,该电池电极表面镀了一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。请回答:
②正极上消耗
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/46cff2543c52951eed859cb48656d148.png)
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【推荐3】Ⅰ.铅蓄电池的总反应式为
。请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原):
(1)放电时,正极的电极反应式是___________ ;电解液中
浓度将变___________ (填“大”或“小”);当外电路通过
电子时,理论上负极板的质量增加___________ g。
(2)在完全放电耗尽
和
时,若按如图所示连接,电解一段时间后,则在A电极上的电极反应式为___________ ,B电极上生成___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/27/b55e0947-1710-4368-bcf4-9e2afe2921fd.png?resizew=142)
Ⅱ.我国科学家最近发明了一种
电池,电解质为
、
和KOH,由a和b两种离子交换膜隔开,形成A、B、C三个电解质溶液区域,结构示意图如图。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/27/992c7e2a-33ab-41b1-87f4-4a25f284e2b7.png?resizew=314)
(3)电池中,B区域的电解质为___________ (填“
”“
”或“KOH”)。
(4)电池反应的离子方程式为___________ 。
(5)阳离子交换膜为图中的___________ (填“a”或“b”)膜。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/76fc02c4a0c8169b96358f6d207e950b.png)
(1)放电时,正极的电极反应式是
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbc7bcfe5cacce080d9a3d2ccf9366e0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d76d4dda6aa565a98885393209192172.png)
(2)在完全放电耗尽
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37007e3f4fc8d6bb8f52b6cbb17835c2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/93c712a9f40571fcbdbf7ba702102429.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/27/b55e0947-1710-4368-bcf4-9e2afe2921fd.png?resizew=142)
Ⅱ.我国科学家最近发明了一种
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b6116268425d5209f2710bbcdd5bfe69.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/820365183ca38111e57d932a0a559901.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dabf3433f95b16485024c4eede9f2a50.png)
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(3)电池中,B区域的电解质为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/820365183ca38111e57d932a0a559901.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dabf3433f95b16485024c4eede9f2a50.png)
(4)电池反应的离子方程式为
(5)阳离子交换膜为图中的
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