时间:2017-11-11 04:03:20
1、填空题 (11分)设计燃料电池使汽油氧化直接产生电流，是本世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-。回答下列问题：
（1）以辛烷（C8H18）为汽油的代表物，则这个电池放电时必发生反应的化学方程式是 。
（2）这个电池负极的电极反应式为C8H18 + 25O2- =8CO2 + 9H2O +50e-,，正极的电极反应式为 ,固体电解质里O2-的移动方向是 。
（３）用此电池分别电解以下两种溶液，假如电路中转移了0.02 mol e-，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题。
①电解M(NO3)x溶液时某一电极增加了
g M，则金属M的相对原子质量
（用含“、x”的表达式表示）。
②电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100mL，阳极产生的气体在标准状况下的体积是 ；将电解后的溶液加水稀释至1L，此时溶液的c（H+）= 。
参考答案：（1）2C8H18 + 25O2 = 16CO2 + 18H2O (2)O2 + 4e- = 2O2-；由正极流向负极
（3）①ax/0.02 ②0.168L 0.01mol/L
本题解析：略
本题难度：简单
2、选择题 关于锌、铜和稀H2SO4构成的原电池的下列说法中正确的是
A．锌溶解的速率比锌直接与同浓度硫酸反应快
B．电子从铜片经导线流向锌片
C．负极的反应式为2H＋＋2e－===H2↑
D．反应一段时间后，溶液的pH降低
参考答案：A
本题解析：在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。正极得到电子，发生还原反应。锌比铜活泼，锌是负极，铜是正极，溶液中的氢离子得到电子，所以选项A正确，其余都是错误的，答案选A。
本题难度：简单
3、选择题 下图是一种燃料型电池检测仪的工作原理示意图。下列说法不正确的是?（?）
A．该仪器工作时酒精浓度越大，则电流强度越大
B．工作时处电路电子流向为X→Y
C．检测结束后，X极区的pH增大
D．电池总反应为2CH3CH2OH+O2＝2CH3CHO+2H2O
参考答案：C
本题解析：A、该图为酒精燃料电池，该仪器工作时酒精浓度越大，则单位时间内转移电子数越多，电流强度越大，正确；B、燃料电池中通入燃料的一极发生氧化反应作原电池的负极，所以X是负极，Y是正极，电子从外电路的负极流向正极，正确；C、酒精发生氧化反应生成乙醛和氢离子，所以X极区的氢离子浓度增大，pH减小，错误；D、燃料电池的反应的实质就是乙醇与氧气反应生成乙醛和水，所以电池总反应为2CH3CH2OH+O2＝2CH3CHO+2H2O，正确，答案选C。
本题难度：一般
4、简答题 阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：2H2+O2═2H2O．试回答下列问题：
（1）若电解质溶液为KOH溶液，构成燃料电池，则：
①负极反应式为______
②正极反应式为______
③工作一段时间后，溶液pH______（填“增大”或“减小”或“不变”）
（2）如把KOH改为稀H2SO4作电解质，则：
①负极反应式为______
②正极反应式为______
③工作一段时间后，溶液pH______（填“增大”或“减小”或“不变”）．
（3）如把H2改为甲烷，KOH作电解质，则正极反应式为______．
参考答案：（1）①该反应中氢气失电子被氧化，氢气失电子生成氢离子，氢离子和溶液中的氢氧根离子生成水，所以电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O．
②氧气得电子被还原，氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-．
③随着反应的进行，生成的水越来越多，溶质氢氧化钾的量不变，所以导致溶液的浓度降低，所以溶液的PH值减小．
故答案为：①2H2+4OH--4e-=4H2O；②O2+2H2O+4e-=4OH-； ③减小．
（2）该反应中氢气失电子被氧化，氢气失电子生成氢离子，所以电极反应式为2H2-4e-═4H+
②氧气得电子被还原，氧气得电子和溶液中的氢离子生成水，所以电极反应式为O2+4H++4e-═2H2O；
③随着反应的进行，生成的水越来越多，溶质硫酸的量不变，所以导致溶液的浓度降低，所以溶液的PH值增大．
故答案为：①2H2-4e-═4H+；②O2+4H++4e-═2H2O；③增大．
（3）负极上甲烷燃烧生成二氧化碳和水，甲烷失电子发生氧化反应生成二氧化碳，二氧化碳和溶液中的氢氧化钾反应生成碳酸钾和水；
正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，所以电极反应式为．O2+2H2O+4e-═4OH-．
故答案为：O2+2H2O+4e-═4OH-．
本题解析：
本题难度：一般
5、填空题 （8分）由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
| 装置 | (Ⅰ) | (Ⅱ) | (Ⅲ) |
| 现象 | 二价金属A不断溶解 | C的质量增加 | A上有气体产生 |
参考答案：(1)A－2e－===A2＋ (2)Cu2＋＋2e－==="Cu" (3)变大 (4)D＞A＞B＞C
本题解析：（1）二价金属A不断溶解，这说明A电极是负极，所以电极反应式是A－2e－===A2＋。
（2）C的质量增加，上面C电极是正极，溶液中的铜离子放电析出铜单质，所以正极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu。
（3）A上有气体产生，所以A是原电池的正极，溶液中的氢离子放电，因此溶液的pH增大。
（4）由于在原电池中，较活泼的金属作负极，不活泼的金属作正极。因此四种金属活泼性由强到弱的顺序是D＞A＞B＞C。
点评：在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。正极得到电子，发生还原反应，据此可以判断原电池的正负极。
本题难度：一般