时间:2017-09-23 23:47:36
1、填空题 如下图所示，可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式〔当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时〕两种。试回答下列问题：
(1)酸式电池的电极反应：负极_______________，正极______________；电池总反应：________________；
电解质溶液pH的变化________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)碱式电池的电极反应：负极_________________，正极_________________；电池总反应：______________；电解质溶液pH的变化________(填“变大”“变小”或“不变”)。
参考答案：(1)2H2－4e－=4H＋ O2＋4e－＋4H＋=2H2O 2H2＋O2=2H2O 变大
(2)2H2－4e－＋4OH－=4H2O O2＋4e－＋2H2O=4OH－ 2H2＋O2=2H2O 变小
本题解析：(1)正极上，O2得电子变为O2－，溶液中O2－不能单独存在；酸性条件下与H＋结合生成H2O。负极上，H2失电子变为H＋，H＋进入电解质溶液。电池总反应为H2和O2生成水的反应，由于有水生成，溶液将逐渐变稀，故pH增大。
(2)正极上，O2得电子变为O2－，溶液中O2－不能单独存在，碱性条件下与H2O分子结合生成OH－；负极上，H2失去电子变为H＋，碱性条件下H＋不能大量存在，与OH－结合生成水。电池总反应也是H2和O2生成水的反应。同样，由于有水生成，c(OH－)变小，pH变小。
本题难度：一般
2、选择题 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－+H2O=CH3COOH+4H＋。下列有关说法正确的是
A．正极上发生的反应是：O2+4e－+2H2O=4OH－
B．该电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH+3O2点燃2CO2+3H2O
C．检测时，电解质溶液中的H＋向正极移动
D．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气
参考答案：C
本题解析： A．由负极可知电解池溶液呈酸性，则燃料电池中，氧气在正极得电子被还原生成水，正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，故A错误；B．酸性乙醇燃料电池的负极反应为CH3CH2OH-4e-+H2O=CH3COOH+4H+，可知乙醇被氧化生成乙酸和水，总反应式为CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2O，但反应条件下不是燃烧，故B错误；C．原电池中，阳离子向正极移动，故C正确；D．氧气得电子被还原，化合价由0价降低到-2价，若有0.4mol电子转移，则应有0.1mol氧气被还原，在标准状况下的体积为2.24L，故D错误；故选C。
本题难度：一般
3、选择题 下列关于电解的说法中，正确的是（ ）
A．电解池是把化学能转变为电能的装置
B．电解精炼铜时，粗铜板做阴极
C．电镀时，通常把待镀的金属制品做阴极
D．工业电解饱和食盐水用于生产金属钠和氯气
参考答案：A．电解池中电能转化为化学能，则电解池是把电能转变为化学能的装置，故A错误；
B．电镀时粗铜作阳极，则电解精炼铜时，粗铜板做阳极，故B错误；
C．电镀时，镀件作阴极，则电镀时，通常把待镀的金属制品做阴极，故C正确；
D．工业电解饱和食盐水生成NaOH、氢气、氯气，电解熔融的氯化钠可得到钠和氯气，故D错误；
故选C．
本题解析：
本题难度：简单
4、选择题 乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，电池总反应为：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O下列说法错误的是（ ）
A．电池工作时，质子向电池的正极迁移
B．电池工作时，电流由b极沿导线流向a极
C．a为负极，电极反应式是C2H5OH+3H2O+12e-=2CO2+12H+
D．b为正极，电极反应式是4H++O2+4e-=2H2O
参考答案：A、该燃料电池放电时，带正电荷的微粒向正极移动，所以质子向正极移动，故A正确．
B、燃料电池中，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，所以该燃料电池放电时，电流从正极b沿导线流向负极a，故B正确．
C、燃料电池中，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，负极上燃料失去电子发生氧化反应，所以电极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+，故C错误．
D、燃料电池中，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，所以电极反应式为4H++O2+4e-=2H2O，故D正确．
故选C．
本题解析：
本题难度：简单
5、填空题 （14分）碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
（1）用CO2 和H2 合成CH3OH具有重要意义，既可以解决环境问题，还可解决能源危机。已知：
+
= 
?+ 2
△H = －725.5 kJ·mol－1
2H2 (g)+O2(g) = 2H2O(l)?△H = －565.6 kJ·mol－1，
请写出工业上用CO2 和H2 合成CH3OH(l)的热化学方程式：?；
（2）一种新型燃料电池，一极通入空气，一极通入CH3OH(g)，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－。则在该熔融电解质中，O2－向?（填“正”或“负”)极移动，电池负极电极反应为：? ?；
（3）如图是一个电化学装置示意图。用CH3OH－空气燃料电池做此装置的电源。如果A是铂电极，B是石墨电极，C是CuSO4溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入8 g CuO固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度和pH．则电解过程中收集到标准状况下的气体体积为?；
（4）常温下0.01 mol·L－1的氨水中
= 1×10－ 6 ，则该溶液的pH为____，溶液中的溶质电离出的阳离子浓度约为?；将 pH = 4的盐酸溶液V1 L与 0.01 mol·L－1氨水V2 L混合，若混合溶液pH = 7，则V1和V2的关系为：V1??V2（填“>”、“<”或“=”）。
参考答案：（1）CO2(g) + 3H2(g)＝CH3OH(l) + H2O(l)?△H＝－122.9 kJ·mol－1（2分）
（2）负（2分），CH3OH－6e－+3O2－＝CO2 + 2H2O（2分）
（3）1.12 L（2分）
（4）10，10－4 mol·L－1 ； >?（每空2分）
本题解析：（1）写出反应方程式：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)，再根据盖斯定律有目标方程式等于②×-①，故ΔH=×(-565.5)-(725.5)=-122.75 KJ/mol；（2）在原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，燃料做负极，故负极反应为：CH3OH－6e－+3O2－＝CO2 + 2H2O；（3）电解后加入CuO能恢复到原来状态，说明生成物为Cu和O2，8gCuO为0.1mol，故生成0.05mol氧气，标况下体积为1.12L；（4）===10-6，故c(H+)=10-10mol/L，pH=10，c(HCl)<c(NH3·H2O)，现要呈中性，故有V1>V2。
本题难度：一般