组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学能与电能 > 原电池
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:1008 题号:1716993
硫化氢(H2S)是一种有毒的可燃性气体,用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池,其总反应式为2H2S+3O2+4KOH==2K2SO3+4H2O。
(1)该电池工作时正极应通入___________
(2)该电池的负极电极反应式为:_________________
(3)该电池工作时负极区溶液的pH________(填“升高”“不变”“降低”)
(4)有人提出K2SO3可被氧化为K2SO4,因此上述电极反应式中的K2SO3应为K2SO4,某学习小组欲将电池工作一段时间后的电解质溶液取出检验,以确定电池工作时反应的产物。实验室有下列试剂供选用,请帮助该小组完成实验方案设计。
0.01mol·L1KMnO4酸性溶液,1mol·L1HNO3,1mol·L1H2SO4,1mol·L1HCl,0.1mol·L1Ba(OH)2,0.1 mol·L1BaCl2
实验步骤实验现象及相关结论
①取少量电解质溶液于试管中,用pH试纸测其pH。试纸呈深蓝色,经比对溶液的pH约为14,说明溶液中有残余的KOH。
②继续加入(         )溶液,再加入(         )溶液,振荡。若有白色沉淀产生,则溶液中含有K2SO4
若无白色沉淀产生,则溶液中没有K2SO4
③另取少量电解质溶液于试管中,先加1 mol·L1的H2SO4酸化,再滴入2~3滴0.01 mol·L-1KMnO4酸性溶液,振荡(             )

(5)若电池开始工作时每100mL电解质溶液含KOH 56g,取电池工作一段时间后的电解质溶液20.00mL,加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤洗涤沉淀,将沉沉在空气中充分加热至恒重,测得固体质量为11.65g,计算电池工作一段时间后溶液中KOH的物质的量浓度( )
(结果保留四位有效数字,假设溶液体积保持不变,已知:M(KOH)=56,M(BaSO4)=233,M(BaSO3)=217)

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【推荐1】某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图示:

(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为________
(2)若上述反应中X、Y、Z分别为,某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如表所示:

t/s

0

50

150

250

350

0

0.36

0.48

0.50

0.50

0~50s内的平均反应速率________
(3)已知:键能指在标准状况下,将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)、B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为kJ/mol。H-H的键能为436kJ/mol,N-H的键能为391kJ/mol,生成过程中放出46kJ的热量。则N≡N的键能为________kJ/mol。
(4)CO与反应可制备,由构成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下。

电池总反应为,则c电极是________(填“正极”或“负极”)。若外电路中转移2mol电子,则上述燃料电池所消耗的在标准状况下的体积为________L。
(5)下列反应中,属于吸热反应的是________(填序号)
①物质燃烧   ②炸药爆炸   ③酸碱中和反应   ④二氧化碳通过炽热的碳   ⑤食物因氧化而腐败
反应   ⑦铁粉与稀盐酸反应
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回答下列问题:
(1)F的电子式:___________
(2)写出反应①的化学反应方程式:___________
(3)用惰性电极电解足量A溶液,一段时间后,若要使溶液恢复到电解前的状态,则可向溶液中加入适量_____________________
(4)已知B、H和C2H5OH能够组成燃料电池,写出该燃料电池的负极电极反应方程式:__________
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【推荐3】研究金属腐蚀和防护的原理很有现实意义。
(1)下图为探究钢铁的吸氧腐蚀的装置。某兴趣小组按该装置进行实验发现导管中水柱上升缓慢,下列措施可以更快更清晰地观察到水柱上升现象的有___________(填序号)。
A.用纯氧气代替具支试管内空气
B.用酒精灯加热具支试管提高温度
C.将铁钉换成铁粉和碳粉混合粉末
D.将玻璃导管换成更细的导管,水中滴加红墨水
(2)该小组将图甲装置改进成图乙装置并进行实验,导管中红墨水液柱高度随时间的变化如表所示,根据数据可判断腐蚀的速率随时间变化逐渐____(填“加快”“减慢”或“不变”),你认为影响腐蚀速率改变的主要因素为____
时间/min13579
液柱高度/cm0.82.13.03.74.2
(3)为探究图乙中a、b两点所发生的反应,进行以下实验,请完成表中空白:
实验操作实验现象实验结论
向NaCl溶液中滴加2~3滴酚酞溶液a点附近溶液出现红色a点电极反应为______
一段时间后再滴加2~3滴铁氰化钾溶液b点周围出现蓝色沉淀b点电极反应为
(4)设计图丙装置研究弱酸性环境中腐蚀的主要形式。测定锥形瓶内气压和空气中氧气的体积分数随时间变化如图丁所示,通过图丁中数据变化分析,s之间主要发生______(填“吸氧”或“析氢”)腐蚀。

(5)金属阳极钝化是一种电化学防护方法。将Fe作阳极置于一定浓度的溶液中,一定条件下,Fe钝化形成致密氧化膜,试写出该阳极的电极反应___________
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