被譽為改變未來世界的十大新科技之一的燃料電池具有無污染、無噪音、高效率的特點.右圖為氫氧燃料電池的結構示意圖,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,電極材料為疏松多孔石墨棒.當氧氣和氫氣分別連續(xù)不斷地從正、負兩極通入燃料電池時,便可在閉合回路中不斷地產(chǎn)生電流.試回答下列問題:
(1) 寫出氫氧燃料電池工作時正極電極反應方程式:
___________ 。
(2)如果該氫氧燃料電池每轉移0.1mol電子,消耗標準狀況下_______L氧氣。
(3) 若將此燃料電池改進為直接以甲烷和氧氣為原料進行工作時,負極反應式為_______。 電池總離子反應方程式為___________________________。
(1)2H2O+O2+4e-=4OH- (2分)
(2)0.56L(2分)
(3)CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O (2分)
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O(2分)
解析試題分析:因為氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液為堿性,所以正極反應式為2H2O+O2+4e-=4OH-,且每轉移1mol電子,消耗標準狀況下氧氣5.6L,所以轉移0.1mol電子時,消耗標準狀況下氧氣0.56L,當以甲烷為燃料時,甲烷為負極反應物,電極反應式為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,正極反應式為2O2+4H2O+8e-=8OH-,兩個電極反應式合并為電池的總反應CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O。
考點:原電池反應方程式的書寫及相關計算。
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(14分)工業(yè)上用某礦渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取銅的操作流程如下:
已知:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
(1)實驗操作Ⅰ的名稱為________;在空氣中灼燒固體混合物D時,用到多種硅酸鹽質(zhì)的儀器,除玻璃棒、酒精燈、泥三角外,還有________(填儀器名稱)。
(2)濾液A中鐵元素的存在形式為________(填離子符號),生成該離子的離子方程式為_______________________________________________
________,檢驗濾液A中存在該離子的試劑為________(填試劑名稱)。
(3)金屬單質(zhì)E與固體混合物F發(fā)生的某一反應可用于焊接鋼軌,該反應的化學方程式為_____________________________________________________。
(4)常溫下,等pH的NaAlO2和NaOH兩份溶液中,由水電離出的c(OH-)前者為后者的108倍。則兩種溶液的pH=________。
(5)①利用電解法進行粗銅精煉時,下列敘述正確的是________(填代號)。
a.電能全部轉化為化學能
b.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應
c.精銅作陰極,電解后電解液中Cu2+濃度減小
d.粗銅精煉時通過的電量與陰極析出銅的量無確定關系
②從濃硫酸、濃硝酸、蒸餾水中選用合適的試劑,測定粗銅樣品中金屬銅的質(zhì)量分數(shù),涉及的主要步驟:稱取一定質(zhì)量的樣品→______________→過濾、洗滌、干燥→稱量剩余固體銅的質(zhì)量。(填缺少的操作步驟,不必描述操作過程的細節(jié))
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
鋁生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈由鋁土礦開采、氧化鋁制取、鋁的冶煉和鋁材加工等環(huán)節(jié)構成。請回答下列問題:
(1)工業(yè)上采用電解氧化鋁和冰晶石(Na3AlF6)熔融體的方法冶煉得到金屬鋁:
2Al2O3 4Al+3O2↑
加入冰晶石的作用:________________________________________________。
(2)上述工藝所得鋁材中往往含有少量Fe和Si等雜質(zhì),可用電解方法進一步提純,該電解池中陽極的電極反應式為________________,下列可作陰極材料的是__________。
A.鋁材 B.石墨 C.鉛板 D.純鋁
(3)陽極氧化能使金屬表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸為電解液,鋁陽極發(fā)生的電極反應式為_____________________________________________________________。
(4)在鋁陽極氧化過程中,需要不斷地調(diào)整電壓,理由是_________________。
(5)下列說法正確的是__________________。
A.陽極氧化是應用原電池原理進行金屬材料表面處理的技術
B.鋁的陽極氧化可增強鋁表面的絕緣性能
C.鋁的陽極氧化可提高金屬鋁及其合金的耐腐蝕性,但耐磨性下降
D.鋁的陽極氧化膜富有多孔性,具有很強的吸附性能,能吸附染料而呈各種顏色
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
部分難溶物的顏色和常溫下的Ksp如下表所示:
| Cu(OH)2 | CuOH | CuCl | Cu2O |
顏色 | 藍色 | 黃色 | 白色 | 磚紅色 |
Ksp(25 ℃) | 1.6×10-19 | 1.0×10-14 | 1.2×10-6 | — |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
蓄電池是一種可以反復充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反應為NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2
(1)該蓄電池放電時,發(fā)生還原反應的物質(zhì)是 (填字母,下同)。
A.NiO2 B.Fe C.Fe(OH)2 D.Ni(OH)2
(2)下列有關該電池的說法中正確的是
A.放電時電解質(zhì)溶液顯強酸性
B.放電時5.6g Fe全部轉化為Fe(OH)2時,外電路中通過了0.2 mol電子
C.充電時陽極反應為Ni(OH)2+2OH-?2e-==NiO2+2H2O
D.充電時陰極附近溶液的堿性保持不變
(3)用此蓄電池電解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100 mL,電解池的電極均為惰性電極。當溶液中的Cu2+ 全部轉化成Cu時,陽極產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積為 ;將電解后的溶液加水稀釋至1L,此時溶液的pH= 。
(4)用此蓄電池進行電解,且電解池的電極均為銅電極,電解質(zhì)溶液為濃堿液與NaCl溶液的混合液,電解一段時間后,同學們驚奇地發(fā)現(xiàn),陽極附近不是生成藍色沉淀,而是生成紅色沉淀,查閱資料得知該紅色沉淀是Cu2O。寫出該陽極上的電極反應式: 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。右圖表示一個電解池,裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板,通過導線與直流電源相連。請回答以下問題:
(1)若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實驗開始時,同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,則
①電解池中X極上的電極反應式為 。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是 。
②Y電極上的電極反應式為 ,檢驗該電極反應產(chǎn)物的方法是 。
(2)如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,則
①X電極的材料是 ,電極反應式是 。
②Y電極的材料是 ,電極反應式是 。
(說明:雜質(zhì)發(fā)生的電極反應不必寫出)
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
按要求填空:
A B
(1)在A圖中,稀硫酸為電解質(zhì)溶液,用導線連接后,銅片電極反應式 。
(2)在B圖中外接直流電源,若要在a極鍍銅,加以必要的連接后,該裝置叫 ,b極電極反應式 。
(3)在B圖中外接直流電源,若電極為惰性電極,電解質(zhì)溶液是CuSO4溶液(足量),電解總反應離子方程式為 ,陰極增重3.2 g,則陽極上放出的氣體在標準狀況下的體積是_____L,加入一定量的 后(填化學式),溶液能恢復至與電解前完全一致。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(l)鋁與某些金屬氧化物在高溫下的反應稱為鋁熱反應,可用于冶煉高熔點金屬。
已知:4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) =-2830kJ·mol-1
=+230kJ·mol-1
=-390kJ·mol-1
鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應的熱化學方程式是 。
(2)如下圖所示,各容器中盛有海水,鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是 ;
②裝置中Cu電極上的電極反應式為 。
(3)釩(V)及其化合物廣泛應用于新能源領域。全釩液流儲能電池是利用不同價態(tài)離子對的氧化還原反應來實現(xiàn)化學能和電能相互轉化的裝置,其原理如圖所示。
①當左槽溶液逐漸由黃變藍,其電極反應式為 。
②充電過程中,右槽溶液顏色逐漸由 色變?yōu)?u> 色。
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科目:高中化學 來源: 題型:問答題
(10分)某化學興趣小組的同學為了探究鋁電極在電池中的作用,設計并進行了以下一系列實驗,實驗結果記錄如下:
編號 | 電極材料 | 電解質(zhì)溶液 | 電流計指針偏轉方向 |
1 | Mg、Al | 稀鹽酸 | 偏向Al |
2 | Al、Cu | 稀鹽酸 | 偏向Cu |
3 | Al、C(石墨) | 稀鹽酸 | 偏向石墨 |
4 | Mg、Al | 氫氧化鈉溶液 | 偏向Mg |
5 | Al、Zn | 濃硝酸 | 偏向Al |
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