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專題26 可充電電池 燃料電池 （滿分60分 時間30分鐘） 姓名： 班級： 得分： 1．Ⅰ.鉛蓄電池是最常用的化學(xué)電源，它以硫酸為電解質(zhì)溶液，試回答： （1） 鉛蓄電池負極的電極材料是______ _。 （2）工作時鉛蓄電池正極的電極反應(yīng)是___________ 。 （3）鉛蓄電池工作過程中，電解質(zhì)溶液的密度會_______ (填“減小”“增大”或 “不變”，下同)，pH________ 。 （4）如果用鉛蓄電池做電源電解飽和食鹽水制取Cl2，已知某鉛蓄電池中硫酸溶液的體積為0.8L，電解前硫酸溶液濃度為4.5mol.L-1，當(dāng)制得26.88LCl2時（指在標準狀況下），求理論上電解后電池中硫酸溶液的濃度為（假設(shè)電解前后硫酸溶液的體積不變）________ mol.L-1。 Ⅱ.甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景已知在常溫常壓下： （5）① 2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(l) ΔH1＝－1451.6kJ／mol ② 2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g) ΔH2 ＝－566.0kJ／mol 寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式： （6）某實驗小組依據(jù)甲醇燃燒的反應(yīng)原理，設(shè)計如右圖所示的電池裝置： ①工作一段時間后，測得溶液的pH減小。請寫出該電池的負極的電極反應(yīng)式。 ②用該電池電解（惰性電極）500mL某CuSO4溶液，電解一段時間后，為使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，需要向溶液中加入9.8g Cu(OH)2固體。則原CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為 mol/L（假設(shè)電解前后溶液體積不變）。 【答案】（1）Pb (或鉛) （2）PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－= PbSO4＋2H2O （3） 減小、增大 （4） 1.5mol/L （5）CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l) △H= - 442.8kJ/mol （6） ① CH3OH－6e-+ 8OH- = CO32- + 6H2O ② 0.2 mol/L 考點：考查化學(xué)電源電極反應(yīng)式的書寫、工作過程中電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量與電解質(zhì)的關(guān)系、溶液的pH的變化、蓋斯定律的應(yīng)用、電解原理的應(yīng)用的知識。 2．設(shè)計出燃料電池使天然氣CH4氧化直接產(chǎn)生電流是對世紀最富有挑戰(zhàn)性的課題之一。最近有人制造了一種燃料電池，一個電極通入空氣，另一電極通入天然氣，電池的電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2－離子?；卮鹑缦聠栴}： （1）這個電池的正極發(fā)生的反應(yīng)是： ；\ （2）固體電解質(zhì)里的O2－向 極（填“正”或“負”）； （3）天然氣燃料電池最大的障礙是氧化反應(yīng)不完全，產(chǎn)生 堵塞電極的氣體通道，有人估計，完全避免這種副反應(yīng)至少還需10年時間，正是新一代化學(xué)家的歷史使命。 （4）若將此甲烷燃料電池設(shè)計成在25%的KOH溶液中的電極反應(yīng)，該電池的負極區(qū)域的堿性會__________(填“增強”、“減弱”或“不變”)。 【答案】（1）O2+4e-=2O2- (2)負 （3）C （4）減弱 考點：燃料電池的電極判斷、電極反應(yīng)及電極周圍溶液PH的變化等。學(xué)科 3．CH4和H2O(g)可發(fā)生催化重整反應(yīng)：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。 （1）每消耗8g CH4轉(zhuǎn)移 mol電子。 （2）已知： ①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1=a kJmol－1 ②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2=b kJmol－1 ③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H3=c kJmol－1 ④CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H4 由此計算△H4= kJmol－1。 （3）T℃時，向1L恒容密閉容器中投入1molCH4和1molH2O(g)，發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)，經(jīng)過tmin，反應(yīng)達到平衡。已知平衡時，c(CH4)=0.5molL－1。 ①0～tmin內(nèi)，該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(H2)= 。 ②T℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。. ③當(dāng)溫度升高到(T+100)℃時，容器中c(CO)=0.75 molL－1，則該反應(yīng)是 反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。 （4）已知熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理示意圖如下： 放電過程中K+和Na+向電極 (填“A”或“B”)移動。 ②該電池的負極反應(yīng)式為 。 【答案】（1）3；（2）c+3b－2a；（3）①molL－1min－1；②6.75；③吸熱； （4）①B；②CO+3H2+4CO32――8e－=5CO2+3H2O； 考點：考查了蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的計算和影響因素、原電池原理的相關(guān)知識。 4．氫氧燃料電池的原理如圖所示： 回答下列問題： （1）反應(yīng)時電子從 極流出（填a 或b ） （2）若電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液，則正極的電極反應(yīng)式為 ，電池工作一段時間后，電解質(zhì)溶液的酸性將會 （填“增強”、“減弱”或“不變”） （3）若電解質(zhì)溶液為KOH溶液，則負極的電極反應(yīng)式為 ， （4）電池工作時若轉(zhuǎn)移4mol電子，則理論上需通入標況下的氫氣 L. 【答案】（1）a；（2）O2 + 4e-- + 4H+ == 2H2O；減弱；（3）H2 - 2 e-- + 2 OH--=2H2O；（4）44.8； 考點：考查了燃料電池的工作原理的相關(guān)知識。