原电池工作原理及应用 知识点题库

（1） 在A图中，使铜片上冒H₂气泡。请仅用导线进行必要的连接,此时铜板发生反应。电极反应式，锌板：。

（2） 在B图中，a、b均为石墨电极，若使a极析出铜，则请用导线等进行必要的连接，则b析出：。电极反应式，a极：。

（1） 把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片上有气泡，再平行插入一块铜片，可观察到铜片上（填“有”或“没有”）气泡产生，再用导线把锌片和铜片连接起来，组成一个原电池，负极为，正极的电极反应式为。

（2） 如果烧杯中最初装入的是500mL2molL^－1的稀硫酸，构成铜锌原电池（假设产生的气体没有损失），当在标准状况下收集到11.2L的氢气时，则此时烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度应为（溶液体积变化忽略不计）。

（1） 若开始时开关K与a连接，则A极的电极反应式为B极的Fe发生 腐蚀（填“析氢”或“吸氧”）

（2） 若开始时开关K与b连接，下列说法正确的是(填序号)

①溶液中Na^＋向A极移动　

②从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝　

③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度　

（3） 该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应式为，此时通过阴离子交换膜的离子数(填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。

②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”“B”“C”或“D”)导出。

（1） 首先获得纯净的Al₂O₃ ， 其工艺流程如下：

①滤液中通入过量CO₂时主要反应的离子方程式是。

②煅烧生成氧化铝的化学方程式是。

（2） 将Al₂O₃溶解于熔融的冰晶石（助熔剂）中，以碳素材料为阴极，石墨棒为阳极，进行电解。

①下列关于Al₂O₃的说法正确的是（填序号）。

a.Al₂O₃属于电解质

b.Al₂O₃属于离子化合物

c.Al₂O₃属于碱性氧化物

d.Al₂O₃的熔点低，可作耐火材料

②阳极石墨棒需要不断补充，写出电极反应式并简述其原因：。

（3） 高纯度氧化铝也可利用铵明矾分解制得：

①铵明矾晶体的化学式为NH₄Al(SO₄)₂•12H₂O，铵明矾属于__（填“纯净物”或“混合物”），在0.1mol/L铵明矾的水溶液中，浓度最大的离子是，c(NH₄^＋ ) c(Al³⁺)（填“=”“>”或“<”）；

②铵明矾分解反应：6NH₄Al(SO₄)₂•12H₂O 3Al₂O₃ + 2NH₃ ↑+ 2N₂ ↑+ 6SO₂ ↑+ 6SO₃ ↑+ 81H₂O，请标出此反应电子转移的方向和数目。

（1） 氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

①氢气燃烧热值高。实验测得，在常温常压下，1molH₂完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量。则表示H₂燃烧热的热化学方程式是（填字母代号）。

A．H₂(g)+ O₂(g）=H₂O（g) △H=+285.8kJ·mol^-1

B．H₂(g）+ O₂(g）=H₂O（1） △H=-285.8kJ·mol^-1

C．H₂(g)+ O₂(g）=H₂O（1） △H=+285.8kJ·mol^-1

D．H₂+ O₂=H₂O △H=-285.8kJ·mol^-1

②氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。氢氧燃料电池中，发生还原反应的物质是（填“氢气”或“氧气”。

③氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：

N₂(g）+3H₂(g) 2NH₃(g) △H=-92.4kJ·mol^-1

反应达到平衡后，升高温度则反应速率（填“增大”或“减小”)；平衡将向  （填“正反应方向”或“逆反应方向”）移动。

（2） 锌银电池能量大、电压平衡，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。电解质溶液是KOH溶液，电池总反应为Zn+Ag₂O=ZnO+2Ag。请回答下列问题：

①该电池的负极材料是；电池工作时，阳离子向 （填“正极”或“负极”）移动。

②电极材料锌可由闪锌矿在空气中般烧成氧化锌，然后用碳还原氧化锌来制取，该反应的化学方程式为ZnO+C Zn+CO↑，此法属 （填字母代号）。

A．电解法B．热还原法C．热分解法

（3） 常温下，如果取0.1mol·L^-1HA溶液与0.1mol·L^-1NaOH溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积的变化），测得混合溶液的pH=8，试回答以下问题：

①混合溶液的pH=8的原因：（用离子方程式表示）。

②混合溶液中由水电离出的c（H⁺）（填“>“<”或“=’)0.1mol·L_-1NaOH溶液中由水电离出的c（H⁺）。

③现有NaA与HA混合溶液，若pH=7，则溶液中c(Na⁺）c（A^-）（填“>”“<”或“=”）。

（1） 25℃时有下列4种溶液：

A.0.01mol/L氨水                B.0.01mol/LNaOH溶液

C.pH=2的CH₃COOH溶液       D.pH=2的HCl溶液

请回答下列问题：

①上述4种溶液中，水的电离程度最大的是（填序号）。

②若将B、C溶液等体积混合，所得溶液pH7（填“＞”、“＜”或“=”）

（2） 已知25℃时

物质	H3PO2	H2S	一元酸HA
Ka	Ka=5.9×10-2	Ka1=9.1×10-8 Ka2=1.1×10-12	Ka=1.1×10-10

①一元酸H₃PO₂的电离方程式为。

②H₂S溶液与NaA溶液反应的化学方程式为。

③经测定，25℃时0.01mol/LNa₂S溶液的pH为11，则c(H⁺)+c(HS^-)+2c(H₂S)=。

④0.1mol/L的NaHS溶液，测得溶液显。则该溶液中c(H₂S)c(S^2-)（填“＞”、“＜”或“=”），作出上述判断的依据是(用计算和文字解释)。

（3） ①25℃时，亚硝酸的电离常数为K_a=1.0×10^-5 ， 0.2mol/L的HNO₂溶液与0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合后，恢复到25℃，混合溶液中各离子和HNO₂分子浓度由大到小的顺序为。

（4） 如图是甲醇燃料电池工作示意图，其中A，B，D均为石墨电极，C为铜电极。

①甲中负极的电极反应式。

②乙中B极的电极反应式。

③丙中C极的电极反应式。

（1） 甲中K断开时，装置中发生反应的离子方程式为；K闭合时，Cu棒上的现象为，外电路电流的方向由（填“Cu到Zn”或“Zn到Cu”）。

（2） 乙图为氢氧燃料电池构造示意图，其中通入氧气的电极为电池的极（填“正”或负”），电极反应为。

（1） I.空间站以水为介质将不同形式的能量相互转化，原理如图所示，装置x为电解水，装置y为燃料电池

太阳能电池的能量转化形式为___________

（2） x工作时，产生O₂的电极为极；

（3） y工作时，若电解质溶液为稀硫酸，则正极反应式为。

II.氢能的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：

（4） 氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：。

（5） 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的 ，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， 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，其原因是。

③ 随初始 的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析 低于最高值的原因：。

（1） Ⅰ.合成甲醇

由CO₂催化加氢合成甲醇。

①一定条件下，由CO₂和H₂制备甲醇的过程中有下列反应：

反应1：CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g) △H₁

反应2：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) △H₂

反应3：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) △H₃

其对应的平衡常数分别为K₁、K₂、K₃ ， 它们随温度变化的曲线如图所示。

①则△H₂△H₃(填“>”“<”或“=”)。

②对于上述CO₂加氢合成CH₃OH的反应体系，下列说法不正确的是(填字母)。

a．增大初始投料比 ， 有利于提高CO₂的转化率

b．当气体的平均摩尔质量保持不变时，说明反应体系已达平衡

c．体系达平衡后，若压缩容器体积，则反应1平衡不移动，反应3平衡正向移动

d．选用合适的催化剂可以提高反应3中CO₂的平衡转化率

（2） 电化学原理将CO₂转化为甲醇。

在光电催化条件下可以高效地将CO₂和H₂O转化为甲醇，从电极反应的角度分析：

①甲醇在(填“阴”或“阳”)极生成；

②氧化反应为。

（3） Ⅱ.甲醇是重要的化工原料，也可用作甲醇燃料电池。以稀硫酸为电解质溶液，甲醇燃料电池的工作原理如图所示。

该电池工作时，c口通入的物质是。

（4） 该电池负极的电极反应式是。