时间:2017-08-22 16:49:14
1、简答题 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
根据此反应选择适宜的材料和试剂设计一个原电池：
（1）负极材料是______，（2）正极材料是______，（3）电解质溶液是______；
（4）写出正极的电极反应式______，（5）负极发生______反应．
参考答案：（1）该电池反应中，铜失电子发生氧化反应，选发生氧化反应的金属单质作负极，所以选铜作负极．
故答案为：铜片；
（2）选不如负极活泼的金属或导电的非金属作正极，可用石墨作正极．
故答案为：石墨；
（3）选发生还原反应的电解质溶液作原电池的电解质溶液，该反应中氯化铁得电子发生还原反应，所以选氯化铁溶液作电解质溶液．
故答案为：FeCl3溶液；
（4）正极上三价铁离子得电子发生还原反应，电极反应式为Fe3++e-═Fe2+．
故答案为：Fe3++e-═Fe2+；
（5）负极上失电子发生氧化反应．
故答案为：氧化．
本题解析：
本题难度：一般
2、填空题 一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。按要求回答下列问题：
（1）通入空气的极发生的反应类型为___________（填“氧化”或“还原”）反应。
（2）在电池工作过程中，O2－向_______移动，负极反应式为______________________。
（3）每有1mol丁烷参加反应，理论上消耗氧气的物质的量为_____________。
参考答案：（1）还原 （2）负极；C4H10＋13O2－－26e－＝4CO2＋5H2O （3）6.5mol
本题解析：（1）原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应，阴离子则向负极移动。空气在反应中得到电子，所以空气在正极通入，发生还原反应。
（2）原电池中阴离子向负极移动，所以在电池工作过程中，O2－向负极移动。负极失去电子，发生氧化反应。所以丁烷在负极通入，由于电解质是熔融态，则负极反应式为C4H10＋13O2－－26e－＝4CO2＋5H2O。
（3）该电池的总反应式为2C4H10＋13O2＝8CO2＋10H2O，所以每有1mol丁烷参加反应，理论上消耗氧气的物质的量为13mol÷2＝6.5mol。
本题难度：一般
3、选择题 热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl—KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为:PbSO4+2LiCl+Ca
CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是
A．正极反应式:Ca+2Cl-- 2e-CaCl2
B．放电过程中,Li+向负极移动
C．每转移0.1 mol电子,理论上生成20.7 gPb
D．常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转
参考答案：D
本题解析：正极上应是PbSO4发生还原反应,生成Pb,A项错误;放电过程中Li+向正极移动,B项错误;由电池总反应式可知,每转移0.1 mol电子,理论上生成0.05 mol Pb,质量为10.35 g,C项错误;常温下,电解质不是熔融态,离子不能自由移动,不能导电,因此连接电流表或检流计,指针不偏转,D项正确。
本题难度：一般
4、选择题 某原电池装置如图所示．下列有关叙述中，正确的是（ ）
A．Fe作正极，发生氧化反应
B．负极反应：2H++2e-=H2↑
C．工作一段时间后，两烧杯中溶解pH均不变
D．工作一段时间后，NaCl溶液中c（Cl-）增大
参考答案：D
本题解析：
本题难度：简单
5、填空题 （14分）运用化学反应原理分析解答以下问题
（1）已知： ①CO(g)+2H2(g) 
CH3OH(g) △Hl= －91kJ·mol－l
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2= －24 kJ·mol－l ③CO(g) +H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H3= －41 kJ·mol－l
且三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3
则反应 3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g) △H= .
化学平衡常数K= （用含K1、K2、K3的代数式表示）。
（2）一定条件下，若将体积比为1:2的CO和H2气体通入体积一定的密闭容器中发生反应 3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g)，下列能说明反应达到平衡状态是 。
a．体系压强保持不变 B．混合气体密度保持不变
c． CO和H2的物质的量保持不变 d．CO的消耗速度等于CO2的生成速率
（3）氨气溶于水得到氨水。在25℃下，将x mol．L－l的氨水与y mol．L－1的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，则c(NH4+)____c（Cl－）（填“>”、“<”、“=”）；用含x和y的代数式表示出氨水的电离平衡常数 .
（4）科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法，其装置用铂黑作电极、加入电解质溶液中，一个电极通入空气，另一电极通入NH3。其电池反应式为：4NH3+3O2 = 2N2+6H2O，电解质溶液应显 （填“酸性”、“中性”、“碱性”），
写出正极的电极反应方程式 .
参考答案：（每空2分，共14分）
(1)-247KJ·mol－１ K12·K2·K3
(2)a·c
(3) = K=
mol·L-1
(4)碱性 O2+2H2O+4e－＝4OH－
本题解析：（1）根据盖斯定律得3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g) △H=①×2+②+③=△Hl×2+△H2+△H3=-247KJ·mol－１，平衡常数K= K12·K2·K3
（2）a、容器体积固定，3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g)是反应前后气体压强发生改变的可逆反应，所以体系压强保持不变时达平衡状态，正确；b、容器体积固定，根据质量守恒定律，得气体的密度始终不变，所以不能作为平衡状态到达的标志，错误；c、反应开始时，CO和H2的物质的量一直减少，当CO和H2的物质的量保持不变，不再减少时证明已达平衡状态，正确；d、CO的消耗速率任何状态都不等于CO2的生成速率，错误，答案选ac；
（3）根据电荷守恒定律，盐酸与氨水混合后的溶液显中性，则c(H＋)=c（OH－），c(Cl-)+ c（OH－）=c(NH4+)+c(H＋)，所以c(Cl-)=c(NH4+)；在25℃下，中性溶液中c(H＋)= c（OH－）=1×10-7mol/L，若盐酸与氨水的浓度相等，则等体积混合后生成氯化铵溶液显酸性，而实际溶液显中性，说明氨水的浓度大于盐酸的浓度，氨水过量，设二者的体积均为1L，与盐酸反应完剩余氨水的物质的量（x-y）mol，一水合氨的浓度为（x-y）/2mol/L，c(NH4+)=c(Cl-)=y/2mol/L，则氨水的电离平衡常数K= c（OH－）c(NH4+)/ c(NH3·H2O)= 1×10-7mol/L×y/2mol/L/（x-y）/2mol/L= mol·L-1，
（4）根据电池反应式为：4NH3+3O2 =2N2+6H2O，判断氨气发生氧化反应，氧气发生还原反应，氨气失电子成为氮气和氢离子，所以电解质溶液应显碱性，产物中才能生成水；因为电解质溶液为碱性，所以正极是氧气的还原反应，氧气得电子与水结合生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e－＝4OH－
考点：考查盖斯定律的应用 ，化学平衡状态的判断，化学平衡常数的计算，原电池反应原理的应用
本题难度：困难