北京順義高中化學(xué)選修四 化學(xué)電源 燃料電池專(zhuān)題訓(xùn)練學(xué)案無(wú)答案

1、高中化學(xué)選修四 第四章 第二節(jié) 化學(xué)電源（ 燃料電池專(zhuān)題訓(xùn)練）（學(xué)案無(wú)答案）1、燃料電池（甲烷燃料電池）總反應(yīng)式： 寫(xiě)出下列不同導(dǎo)電介質(zhì)情況下的電極反應(yīng)式：（1）電解質(zhì)溶液為稀硫酸 負(fù)極： 正極： （2）電解質(zhì)溶液為KOH溶液 負(fù)極： 正極： （3）電解質(zhì)溶液為K2SO4溶液負(fù)極： ; 正極： （4）固體氧化鋯氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子（O2）在其間通過(guò).負(fù)極： ; 正極： （5）以固體碳酸鹽如碳酸鈉為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許CO32-離子通過(guò)。電池工作時(shí)一極通H2，一極通CO2和O2.負(fù)極： ; 正極： A甲醇、KOH溶液O2導(dǎo)管惰性電極惰性電極2、某實(shí)驗(yàn)小組

2、依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理，（1）該電池的總方程式為： 該電池正極的電極反應(yīng)為 。該電池負(fù)極的電極反應(yīng)為 。（2） 工作一段時(shí)間后，測(cè)得溶液的pH ，3、根據(jù)原電池原理，設(shè)計(jì)了右圖所示裝置， 電極為含某催化劑、多孔吸附性的惰性材料，在用SO2發(fā)電的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了硫酸制備。通入SO2的一極發(fā)生的反應(yīng)： ；通入氧氣一極的電極反應(yīng)是： 電池發(fā)生的總反應(yīng)： 。4、下圖是某筆記本電腦用甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另一極與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為： 。c電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是 。d電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是 。5、右圖是氨氧燃料電池示意圖，回答下列

3、問(wèn)題（1）a電極是_ _極，其電極反應(yīng)式是 。b電極的電極反應(yīng)為： （2）反應(yīng)一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的pH將 6、（1）肼空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時(shí)，負(fù)極的反應(yīng)式為 _。 （2）鋁電池性能優(yōu)越，Al­AgO電池可用作水下動(dòng)力電源，其原理如圖所示。該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。（3）已知：4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g) H1316 kJ/mol氨是一種潛在的清潔能源，可用作堿性燃料電池的燃料。該電池的負(fù)極反應(yīng)式是 。能利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池的原因是 。6、 可給筆記本電腦供電的甲醇燃料電池已經(jīng)面世，其結(jié)構(gòu)示意圖如下。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子(H)和電子

4、，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另一電極后與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為：2CH3OH3O2=2CO24H2O。 （1）右電極為電池 極，b處通入的物質(zhì)是 （2）左電極為電池 極，a處通入的物質(zhì)是 （3）負(fù)極反應(yīng)式為： （4）正極反應(yīng)式為： 7、鋁鎳電池(負(fù)極Al，正極Ni，電解液NaCl溶液、O2)負(fù)極： ；正極： ；總反應(yīng)式： 。8、高鐵電池(負(fù)極Zn，正極石墨，電解質(zhì)為浸濕的固態(tài)堿性物質(zhì))已知：3Zn2K2FeO48H2O 3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，則：負(fù)極： ；正極： 。 陰極： ；陽(yáng)極： 。9、有人設(shè)想用右圖所示裝置，運(yùn)用電化學(xué)原理將CO2、SO2轉(zhuǎn)化為重要化工原料。（1）

5、若A為CO2，B為H2，C為CH3OH，則A電極反應(yīng)式為 ； B電極的電極反應(yīng)為： （2）若A為SO2，B為O2，C為H2SO4?？蒲腥藛T希望每分鐘從C處獲得100 mL 10 mol/L H2SO4，則A處通入煙氣(SO2的體積分?jǐn)?shù)為1%)的速率為 L/min(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。10、依據(jù)2C3H8(g) + 7O2 (g) 6CO (g) + 8H2O (l) H1 = 2741.8 kJ/mol可以設(shè)計(jì)一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丙烷氣體；燃料電池內(nèi)部是熔融的摻雜著氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體，在其內(nèi)部可以傳導(dǎo)O2-。（1）在電池內(nèi)部O2-由 極移向 極（填“正”或

6、 “負(fù)”）；電池的負(fù)極電極反應(yīng)式為 。電池的正極電極反應(yīng)式為 。(2)用上述燃料電池和惰性電極電解足量Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液。電解開(kāi)始后陰極的現(xiàn)象為 。第26題11、工業(yè)上用Na2SO3吸收尾氣中的SO2，再用右圖裝置電解(惰性電極)NaHSO3制取H2SO4，陰極的電極反應(yīng) 陽(yáng)極電極反應(yīng)式 ，陽(yáng)極區(qū)逸出氣體的成分為 12、工作溫度650的熔融鹽燃料電池，是用煤炭氣（CO、H2）作負(fù)極燃?xì)?，空氣與CO2的混合氣體為正極燃?xì)猓靡欢ū壤腖i2CO3和Na2CO3低熔點(diǎn)混合物做電解質(zhì)，以金屬鎳（燃料極）為催化劑制成的。負(fù)極的電極反應(yīng)式為（寫(xiě)H2）： ；則該電池的正極反應(yīng)式為_(kāi) _。

7、13、研究發(fā)現(xiàn)，可以用石墨作陽(yáng)極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2-CaO作電解質(zhì)，利用下圖所示裝置獲得金屬鈣，并以鈣為還原劑，還原二氧化鈦制備金屬鈦。（1）寫(xiě)出陽(yáng)極所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式： 。（2）在制備金屬鈦前后，CaO的總量不變，其原因是（請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ)解釋?zhuān)?14、甲烷燃料電池可以提升能量利用率。下圖是利用甲烷燃料電池電解50 mL 2 mol/L的氯化銅溶液的裝置示意圖： 請(qǐng)回答：（1）甲烷燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式是_。（2）當(dāng)線(xiàn)路中有0.1 mol電子通過(guò)時(shí)，_（填“a”或“b”）極增重_g。15、鈉硫電池作為一種新型儲(chǔ)能電池，其應(yīng)用逐漸得到重視和發(fā)展。（1）Al(NO3)3是制備鈉硫電池部件

8、的原料之一。由于A(yíng)l(NO3)3容易吸收環(huán)境中的水分，需要對(duì)其進(jìn)行定量分析。具體步驟如下圖所示：加入試劑a后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為       。操作b為          ，操作c為         。Al(NO3)3待測(cè)液中，c (Al3+) =           

9、; mol·L-1（用m、v表示）。（2）鈉硫電池以熔融金屬鈉、熔融硫和多硫化鈉（Na2Sx）分別作為兩個(gè)電極的反應(yīng)物，固體Al2O3陶瓷（可傳導(dǎo)Na+）為電解質(zhì)，其反應(yīng)原理如下圖所示：根據(jù)下表數(shù)據(jù)，請(qǐng)你判斷該電池工作的適宜溫度應(yīng)控制在        范圍內(nèi)（填字母序號(hào)）。物質(zhì)NaSAl2O3熔點(diǎn)/9781152050沸點(diǎn)/89244462980 a100以下    b100300   c300350  d3502050放電時(shí)，電極A為

10、          極。放電時(shí)，內(nèi)電路中Na+的移動(dòng)方向?yàn)?#160;        （填“從A到B”或“從B到A”）。充電時(shí)，總反應(yīng)為Na2Sx="2Na" + xS（3<x<5），則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為     。16、（1）電解NO制備N(xiāo)H4NO3，其工作原理如右圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，需補(bǔ)充物質(zhì)A，A是_ _，說(shuō)明理由：_（2）通過(guò)NOx傳感器可監(jiān)測(cè)NOx的含量，其工作原理示意圖如下：Pt電極上發(fā)生的是 反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）。寫(xiě)出NiO電極的電極反應(yīng)式： 。（3）MnO2可作超級(jí)電容材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2，其陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是 。（4）2019年兩位希臘化學(xué)家提出了電解合成氨的方法，即在常壓下把氫氣和用氦氣稀釋的氮?dú)猓謩e通入一個(gè)加熱到570的電解池中采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H+）為介質(zhì)，用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多晶薄膜做電極，實(shí)現(xiàn)了常壓、570條件下高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨（如右