第四章第一节原电池专项训练(含解析)2023-2024高二化学人教版(2019)选择性必修一

原电池专项训练
一、单选题(12题)
1.下列有关原电池的说法不正确的是
A.图甲所示装置中,盐桥中的向盛有溶液的烧杯中移动
B.图乙所示装置中,正极的电极反应式为
C.图丙所示装置中,使用一段时间后,锌筒会变薄
D.图丁所示装置中,使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降
2.银铝电池具有能量密度高的优点,其工作原理如图所示,电池放电时的反应为2Al+3Ag2O+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]+3Ag。
下列说法错误的是
A.Al为电源负极 B.正极反应为AgO+2e-+H2O=Ag+2OH-
C.放电时负极区pH增大 D.放电时Na+通过交换膜向右侧移动
3.一定量的稀硫酸溶液跟过量的锌粉反应时,为了减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,可向硫酸溶液中加入适量的
①H2O②CuSO4固体③CH3COONa固体④NaNO3固体⑤NaHCO3固体⑥NaCl溶液
A.①③ B.①③⑥ C.②③⑤ D.②④⑤⑥
4.难溶电解质的溶度积Ksp难以被直接测量,根据溶液中相关离子浓度会对电池的电动势产生影响,可通过设计原电池将Ksp测出。某研究小组设计了下图所示的电池装置,已知该电池的电动势,
下列说法不正确的是
A.电流方向是由 B→A
B.该离子交换膜是阴离子交换膜
C.
D.增大 AgNO3溶液浓度会增大电池的电动势
5.Fe—空气电池可用作电动车动力来源。某Fe—空气电池的工作原理如图所示,下列有关此电池放电时的说法正确的是
A.碳材料为电池正极,发生氧化反应
B.当电路中转移0.4mol电子时,消耗2.24L O2
C.负极的电极反应式为Fe -2e- +2OH - =Fe(OH)2
D.溶液中电子由Fe电极流向碳材料电极
6.热激活电池(又称热电池)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混合物一旦受热熔融,电池瞬间可输出电能,该电池总反应为,关于该电池的说法错误的是
A.正极反应物为 B.放电过程中,向钙电极移动
C.负极的电极反应为 D.常温时,在正负极之间连上电流计,指针不偏转
7.一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示,图中有机废水中有机物可用C6H10O5表示。有关说法错误的是
A.该装置为原电池,b为原电池的正极
B.a极区溶液的pH增大
C.当左室有4.48L(标准状况下)CO2生成时,右室产生的N2为0.08mol
D.b电极反应式:
8.1mol液态肼完全燃烧生成气体和液态水放出577kJ的热量。工业上利用和制取尿素[],尿素在高温条件下可将汽车尾气中的转化为无毒气体。下列化学反应表示正确的是
A.燃烧的热化学方程式:
B.碱性燃料电池负极发生的电极反应式:
C.NaClO氧化氨气制取的离子方程式:
D.与高温下反应的化学方程式:
9.中国科学院金属研究所发现采用和NaOH混合促进剂,可明显提高铝与水反应制氢系统的性能,制氢机理如图。主要反应为:↑;。溶液显碱性,NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1L 0.1 mol L 1 溶液中阴离子数目等于
B.上述反应中的氧化产物为Sn和H2
C.标准状况下,反应过程中生成33.6L H2,转移电子数目为9NA
D.Al-Sn 原电池的形成,能提高产氢速率,析氢反应主要发生在 Sn上
10.下列指定反应的方程式不正确的是
A.Na2S2O3与稀硫酸混合后溶液变浑浊:S2O+2H+=S↓+SO2↑+H2O
B.铅蓄电池(H2SO4作电解质溶液)放电时负极的反应:Pb-2e-=Pb2+
C.三氯化铁溶液中滴入硫氰化钾溶液:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
D.氯化铜浓溶液常呈绿色,是棕黄色[CuCl4]2-与蓝色([Cu(H2O)4]2+)的互补色,可表示为[CuCl4]2-+4H2O[Cu(H2O)4]2++4Cl-
11.某教授团队研究了以氢气电极为负极、醌类有机电极为正极的水系有机氢气质子电池,使电池实现了超高倍率和超长循环性能,并获得了优异的低温性能。下列有关说法中错误的是

A.充电时,醌类有机电极与外接电源的正极相连
B.放电时,外电路通过1电子时,负极消耗的的体积为22.4L
C.放电时,正极的电极反应为 +2H++2e-=
D.充电时,溶液中的由醌类有机电极向氢气电极移动
12.我国科学家设计的“海泥电池”,既可用于深海水下仪器的电源补给,又有利于海洋环境污染治理,其中微生物代谢产物显酸性,电池工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.B电极为正极
B.微生物代谢反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
C.B电极的电极反应式为HS-+2e- = S↓+H+
D.质子从海水层通过交接面向海底沉积层移动
二、填空题(4大题)
13.吸入氧气、排出二氧化碳,这看似再简单不过的新陈代谢,在遥远的太空中却并不容易,因为在航天服、航天器、空间站等密闭系统中,CO2浓度会高得多,而超过一定浓度会导致呼吸急促、头晕头痛、昏迷甚至死亡,因此必须通过一定方法将CO2清除。
I.非再生式氢氧化锂(LiOH)除碳技术
(1)我国“飞天”舱外航天服采用非再生式氢氧化锂(LiOH)吸附CO2生成碳酸锂,该技术设备操作简单,功能可靠,适用于短期出舱任务。吸附时发生反应的化学方程式为 。采用LiOH而不用NaOH的原因是 。
Ⅱ.再生式快速循环胺技术
(2)以固态胺作为吸附剂,吸附CO2与水蒸气。当固态胺吸附饱和后,将其暴露于真空中,破坏碳酸氢盐的化学键,释放出CO2,从而完成吸附剂的再生。该技术大大提升了舱外航天服的续航时间。固态胺的吸附是 变化。
Ⅲ.萨巴蒂尔(Sabatier)除碳生氧技术
(3)利用萨巴蒂尔(Sabatier)反应清除二氧化碳并再生氧气的大体流程如下图所示。
下列说法错误的是___________。
A.CO2的最终产物为CH4和O2
B.电解水装置中,反应物的能量高于生成物的能量
C.萨巴蒂尔反应器中反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4
D.物质转化中O、H原子的利用率均为100%
Ⅳ.富集CO2的原电池模拟装置如图:
(4)b极为 极,a电极上发生的电极反应为 。
(5)上述电极材料采用多孔碳载镍,“多孔”的优点是 。
(6)该装置若消耗2 mol H2,则理论上在b极除去CO2的体积约为 L(标准状况下)。
V.能量存储与循环技术
(7)将电解水装置与燃料电池配合使用,可实现充放电的循环过程,应用于长寿命的航天器中,工作原理如图:
关于该循环系统下列说法正确的是
A.该系统中存在着太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化
B.电解池中可选用CuSO4来增强水的导电性
C.太阳能电池帆板的主要成分为SiO2
D.利用太阳能代替化石能源符合“低碳经济”
14.小组同学探究+3价铬元素和+6价铬元素的相互转化。
资料:(绿色)、(灰绿色,不溶于水)、(橙色)、(黄色)、(砖红色,难溶于水)
实验Ⅰ:向溶液中滴入溶液,无明显变化,得到溶液a,取少量溶液a,加入溶液,未观察到砖红色沉淀。
实验Ⅱ:向溶液a中加入溶液,产生少量气泡,水浴加热,有大量气泡产生,经检验气体为,溶液最终变为黄色。取少量黄色溶液,加入稀硫酸调节溶液的约为3,再加入溶液,有砖红色沉淀生成。
(1)实验Ⅱ中加入稀硫酸的目的是 。
(2)甲同学认为实验Ⅱ中溶液变黄生成的原因是将+3价铬元素氧化为,乙同学认为该说法不严谨。乙的理由是 。
(3)对比实验Ⅰ和Ⅱ,小组同学研究碱性环境对+3价铬元素或性质的影响。
①提出假设:
假设a:碱性增强,的氧化性增强
假设b: 。
②参与的电极反应式是 ,据此分析,假设a不成立。
实验Ⅲ:向实验Ⅱ中的黄色溶液中加入稀硫酸,溶液变为橙色,再加入溶液,溶液最终变为绿色,有气泡生成。
(4)实验Ⅲ中溶液由橙色变为绿色的离子方程式是 。
(5)综上,在+3价铬元素和+6价铬元素相互转化中的作用是 。
15.CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为 (写离子符号);若所得溶液c(HCO)∶c(CO)=2∶1,溶液pH= 。(室温下,H2CO3的K1=4×10 7;K2=5×10 11)
(2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键 C-H C=O H-H C≡O(CO)
键能/kJ·mol 1 413 745 436 1075
则该反应的ΔH= 。分别在VL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是 (填“A” 或“B”)。
(3)O2辅助的Al~CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
①电池的负极反应式: 。
②电池的正极反应式:6O2+6e=6O、6CO2+6O=3C2O+6O2,反应过程中O2的作用是 。
③该电池的总反应式: 。
16.电化学技术在处理污染气体领域的应用广泛。
(1)利用反应构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放,又能提供电能,装置如图所示。
①A电极的电极反应式为 。
②下列关于该电池的说法正确的是 。
A.电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极
B.为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜
C.电池工作一段时间,溶液的不变
D.当有被处理时,转移电子物质的量为
(2)以含废气为原料,用电化学方法制取硫酸。装置如图。
写出负极电极反应式 。
(3)一种乙醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。请写出负极的电极反式 ;每消耗4.6g乙醇转移的电子数为 。
(4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池总反应的离子方程式是 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】A.甲装置构成原电池,锌作负极,铜作正极;阳离子钾离子移向正极,即装有硫酸铜溶液的烧杯,A错误;
B.氧化银得电子发生还原反应,即,B正确;
C.锌筒作负极被消耗,故使用一段时间后,锌筒会变薄,C正确;
D.铅蓄电池总反应为,消耗了硫酸同时生成水和难溶的硫酸铅,故电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降,D正确;
故选A。
2.C
【详解】A.由方程式可知,放电时Al被氧化,因此Al为电源负极,故A正确;
B.为电源正极,放电时被还原成Ag,电极反应式为,故B正确;
C.负极的电极反应式为,反应时负极区减小,则pH减小,故C错误;
D.电池放电时,阳离子移向正极,因此通过交换膜向右侧移动,故D正确;
故答案为C。
3.B
【详解】①加入水,使盐酸的浓度降低,反应速率减小,且不影响生成氢气的总量,①正确;
②加入CuSO4固体,溶解得到硫酸铜溶液,锌与硫酸铜溶液反应,生成铜单质,铜、锌和稀硫酸能够构成原电池,加快反应速率,②错误;
③与硫酸反应,生成弱电解质醋酸,溶液氢离子浓度降低,速率减小,但不影响氢气总量,③正确;
④加入硝酸钠固体,硫酸中混有硝酸,不只生成氢气,生成的氢气的量减少,④错误;
⑤加入碳酸氢钠,碳酸氢钠与硫酸反应,生成水和二氧化碳,减少氢离子,生成的氢气的量减少,⑤错误;
⑥加入氯化钠溶液,溶液体积增大,浓度减小,但物质的量不变,则反应速率减小,但不影响生成氢气的总量,⑥正确;
综上所述,①③⑥能减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量;
故选B。
4.C
【分析】根据原电池装置可知,A极为原电池负极,发生电极反应:;B极为原电池正极,发生电极反应:;
【详解】A.根据分析可知A为原电池负极,B为原电池正极,电流方向:B→A,故A正确;
B.根据电荷守恒可知,电子沿着导线由A→B,则带负电荷的透过离子交换膜向A极移动,即该离子交换膜是阴离子交换膜,故B正确;
C.,,,则,,故C错误;
D.根据该电池电动势计算可知,AgNO3溶液浓度越大,电池的电动势越大,故D正确;
答案选C。
5.C
【分析】Fe—空气电池中,放电时Fe转化为Fe(OH)2,Fe价态升高失电子作负极,电极反应式为:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2,碳材料电极为正极,氧气得电子发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+2H2O═4OH-,据此分析解答。
【详解】A.碳材料电极为正极,氧气得电子发生还原反应,故A错误;
B.未指明气体的状态,不能计算氧气的体积,故B错误;
C.放电时Fe转化为Fe(OH)2,Fe价态升高失电子作负极,电极反应式为:Fe-2e-+2OH-= Fe(OH)2,故C正确;
D.原电池工作时,电子在外电路中流动,溶液中是离子定向移动,阳离子移向正极,阴离子移向负极,故D错误。
答案选C。
6.B
【分析】由电池总反应可知,钙电极为热激活电池的负极,钙失去电子发生氧化反应生成钙离子,硫酸铅为正极,硫酸铅得到电子发生还原反应生成铅和硫酸根离子。
【详解】A.由分析可知,硫酸铅为正极,硫酸铅得到电子发生还原反应生成铅和硫酸根离子,故A正确;
B.由分析可知,钙电极为热激活电池的负极,硫酸铅为正极,放电过程中,阳离子锂离子向硫酸铅电极移动,故B错误;
C.由分析可知,钙电极为热激活电池的负极,钙失去电子发生氧化反应生成钙离子,电极反应式为,故C正确;
D.常温下,电解质不能熔融电离出自由移动的离子,不能形成闭合回路,不能构成原电池,所以电流表或检流计指针不偏转,故D正确;
故选B。
7.B
【分析】从图示看,装置是利用C6H10O5自发进行氧化还原反应生成二氧化碳设计而成的原电池,左室中C6H10O5被氧化生成二氧化碳,C元素化合价升高,故a极是负极,右室硝酸根离子被还原生成氮气,N元素的化合价降低,硝酸根离子得电子发生还原反应,则b极是正极; 原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,据此分析。
【详解】A.由分析可知,该装置为原电池,b为原电池的正极,故A正确;
B.a是负极,负极上有机物失电子发生氧化反应,有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳,电极反应式为C6H10O5-24e-+7H2O═6CO2↑+24H+,a极区溶液的H+浓度增大,pH减小,故B错误;
C.当左室有4.48L(标准状况下)CO2生成,即生成0.2molCO2气体,根据反应式为C6H10O5-24e-+7H2O═6CO2↑+24H+转移mol=0.8mol电子,根据正极电极反应式为2NO+10e-+12H+=N2↑+6H2O可得生成N2的物质的量为mol=0.08mol,故C正确;
D.b极硝酸根离子得电子发生还原反应,电极反应式为:,故D正确;
故选B。
8.C
【详解】A.1mol液态肼完全燃烧生成气体和液态水放出577kJ的热量,若生成气态水,放出的热量小于577kJ,则,故A错误;
B.负极失电子,负极反应为:,故B错误;
C.NaClO氧化氨气制取,1molNaClO得2mol电子,1mol氨气失1mol电子,根据得失电子守恒得离子方程式:,故C正确;
D.1mol失去4mol电子生成氮气,1mol二氧化氮得4mol电子生成氮气,根据得失电子守恒得反应方程式:,故D错误;
故选:C。
9.D
【分析】Al与Na2SnO3可以发生反应6Al+3Na2SnO3+15H2O=3Sn+6NaAl(OH)4+3H2↑(1),和NaOH也可发生反应2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2↑(2),图示中Al与Na2SnO3和NaOH反应,随着反应的进行,生成的Sn和氢气的量也逐渐增多。
【详解】A.Na2SnO3溶液显碱性,是强碱弱酸盐,会发生水解导致阴离子个数增多,大于0.1NA个,故A错误;
B.根据分析该过程存在6Al+3Na2SnO3+15H2O=3Sn+6NaAl(OH)4+3H2↑,还原产物为Sn和H2,故B错误;
C.在整个过程中生成故氢气的反应有两个,当氢气全部是反应(1)生成的,33.6LH转移的电子数为9NA,当氢气全部是反应(2)生成的,转移的电子数为3NA,两个反应同时发生,故转移电子数目为介于3NA与9NA之间,故C错误;
D.形成Al-Sn原电池可以加快反应速率,Al活泼作负极,故Sn作正极,析氢反应主要发生在Sn上,故D正确,
故选:D。
10.B
【详解】A. Na2S2O3与稀硫酸混合后溶液变浑浊,说明有S单质生成,方程式为:S2O+2H+=S↓+SO2↑+H2O,故A正确;
B. 铅蓄电池(H2SO4作电解质溶液)放电时负极的反应为,故B错误;
C. 三氯化铁溶液中滴入硫氰化钾溶液,溶液显红色,方程式为:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,故C正确;
D. 氯化铜浓溶液常呈绿色,是由于[CuCl4]2-+4H2O[Cu(H2O)4]2++4Cl-,故D正确;
故答案选B。
11.B
【详解】A.充电时,醌类有机电极为阳极,失去电子,与外接电源的正极相连,A正确;
B.未指明外界状况,1mol氢气不一定为22.4L,B错误;
C.放电时,正极的电子,发生还原反应,反应的方程式为 +2H++2e-= ,C正确;
D.充电时,电解质溶液中的阳离子向阴极移动,在阴极的电子生成氢气,D正确;
故选B。
12.B
【分析】从图中可知,A电极上O2得电子转化为H2O,A电极为正极,B电极上HS-失电子生成S,B电极为负极。
【详解】A.根据分析可知,A电极为正极,A错误;
B.微生物代谢反应为SO+2CH2O+H+=HS-+2CO2+2H2O,该反应中SO得电子为氧化剂,CH2O失电子为还原剂,氧化剂和还原剂物质的量之比为1:2,B正确;
C.B电极为正极,正极上HS-失电子生成S,电极反应为HS-+2e- = S↓+H+,C错误;
D.原电池电解质溶液中的阳离子向正极移动,则质子从海底沉积层通过交换面向海水层移动,D错误;
故答案选B。
13.(1) 2LiOH+CO2=Li2CO3+H2O 单位质量时,LiOH吸收的二氧化碳的量更多
(2)化学
(3)BD
(4) 正 H2+CO-2e-=H2O+CO2
(5)提高气体在电极表面的吸附量,使其与溶液充分接触,提高反应速率
(6)44.8
(7)AD
【详解】(1)氢氧化锂(LiOH)吸附CO2生成碳酸锂,化学方程式为:2LiOH+CO2=Li2CO3+H2O。LiOH的摩尔质量小于NaOH,单位质量时,LiOH吸收的二氧化碳的量更多。
(2)固态胺的吸附过程中破坏了化学键,是化学变化。
(3)A.由图可知,CO2的最终产物为CH4和O2,故A正确;
B.电解水装置中,电能转化为化学能,反应物的能量低于生成物的能量,故B错误;
C.由图可知,萨巴蒂尔反应器中发生反应:CO2+4H2=CH4+2H2O,氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4,故C正确;
D.由图可知,该反应的总方程式为:CO2+2H2=CH4+O2,O原子的利用率小于100%,故D错误;
故选BD。
(4)b极通入空气为正极,a极通入H2为负极,H2在负极失去电子生成H2O,用CO来配平电荷,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:H2+CO-2e-=H2O+CO2。
(5)上述电极材料采用多孔碳载镍,“多孔”的优点是提高气体在电极表面的吸附量,使其与溶液充分接触,提高反应速率。
(6)O2在正极得到电子生成CO,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:O2+2CO2+4e-=2CO,该装置若消耗2 mol H2,转移4mol电子,则b极吸收2mol CO2,标准状况下的体积为44.8L。
(7)A.该系统中有太阳能电池、电解池、工作马达,存在着太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化,故A正确;
B.电解水装置中电解质溶液不能用CuSO4溶液,Cu2+会在阴极放电生成Cu,故B错误;
C.太阳能电池帆板的主要成分为Si,故C错误;
D.利用太阳能代替化石能源能减少CO2的排放,符合“低碳经济”,故D正确;
故选AD。
14.(1)使与反应,排除与结合为对检验的干扰
(2)氧气可以将+3价Cr氧化为
(3) 碱性增强,+3价铬元素的还原性增强
(4)
(5)在碱性条件下,作氧化剂,将+3价铬元素氧化为+6价;在酸性条件下,作还原剂,将+6价铬元素还原为+3价
【详解】(1)含NaOH的溶液显碱性,而氢氧根离子和银离子会反应,则实验Ⅱ中加入稀硫酸的目的是使H2SO4与OH-反应,排除OH-与Ag+结合为AgOH对检验的干扰;
(2)氧气也具有氧化性,也可以将+3价Cr氧化为,则乙的理由是氧气可以将+3价Cr氧化为;
(3)①结合溶液中成分Cr3+、H2O2提出假设:假设a:碱性增强,H2O2的氧化性增强;假设b:碱性增强,+3价铬元素的还原性增强;
②结合假设a,H2O2氧化性增强,则O元素化合价降低,则H2O2得到电子转化为氢氧根离子,则H2O2参与的电极反应式是H2O2+2e-=2OH-;
(4)实验Ⅲ中溶液由橙色变为绿色为在酸性条件下被H2O2还原为Cr3+,离子方程式;
(5)H2O2在+3价铬元素和+6价铬元素相互转化中的作用是在碱性条件下,H2O2作氧化剂,将+3价铬元素氧化为+6价;在酸性条件下,H2O2作还原剂,将+6价铬元素还原为+3价。
15.(1) CO 10
(2) +120 kJ·mol-1 B
(3) Al–3e–=Al3+(或2Al–6e–=2Al3+) 催化剂 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3
【分析】电池反应产物为Al2(C2O4)3,由图可知,Al价态升高失电子,故Al电极为负极,电极反应式为Al-3e-=Al3+,正极反应式:6CO2+6e-=3,则电池总反应为2Al+6CO2=Al2(C2O4)3;
【详解】(1)如果溶液中c()=c(),K2==c(H+)=5×10-11mol/L,溶液的pH:10<pH<11,如果的pH=13>11,c():c()>1,所以该溶液中所得阴离子为;若所得溶液c():c()=2:1,代入K2==×c(H+)=5×10-11mol/L,c(H+)=10-10mol/L,溶液的pH=10,故答案为:;10;
(2)根据△H=反应物总键能-生成物总键能,反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)的△H=(4×413+2×745)kJ mol-1-(2×1075+2×436)kJ mol-1=+120 kJ mol-1,该反应前后气体系数增多,所以恒容条件随反应进行压强会增大,恒压条件下反应就相当于在恒容的基础上减压,减压会使平衡正向移动,而该反应焓变大于0,为吸热反应,所以容器B中吸收的热量较多,
故答案为:+120kJ/mol;B。
(3)①根据图示可知:铝为负极,失去电子变为Al3+,离子液体为AlCl3,故负极反应式为Al-3e-=Al3+;
②根据正极的两个反应式可知O2在反应中的作用是催化剂;
③负极电极反应式为2Al-6e-=2Al3+,正极反应式:6CO2+6e-=3,将负极反应式和正极反应式相加,可得总电池总反应式:2Al+6CO2=Al2(C2O4)3。
16.(1) 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O B
(2)SO2-2e-+2H2O=SO+4H+
(3) 1.2NA
(4)Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=3Ni(OH)2+NaAlO2
【详解】(1)①根据总反应知NH3中N元素从-3价升高到0价,失去电子,因此A电极为负极,电极反应式为:2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O;
②A.电极A为负极,电子从左侧电极经负载流向右侧电极,A错误;
B.B极为正极,电极反应式为2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-,而负极则消耗OH-,为使电池持续供电,正极生成的OH-必须通过离子交换膜转移到负极区,故选用阴离子交换膜,B正确;
C.根据总反应知,反应生成水,会稀释电解质溶液,因此溶液pH会改变,C错误;
D.利用摩尔体积计算时,必须指明温度与压强,D错误;
故选B。
(2)SO2 制取H2SO4,S元素化合价升高,失去电子,因此A电极为负极,电极反应式为SO2-2e-+2H2O=SO+4H+。
(3)乙醇燃烧生成二氧化碳,但在碱性条件下二氧化碳与氢氧根离子反应生成碳酸根离子,所以乙醇燃料电池中,负极上是燃料乙醇失去电子发生氧化反应,在碱性环境下,电极反应为:,4.6g乙醇转的物质的量为=0.1mol,转移的电子数为1.2NA。
(4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,Al转化为NaAlO2,根据得失电子守恒和原子守恒配平该电池总反应的化学方程式是:Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=3Ni(OH)2+NaAlO2。
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