11.人們應(yīng)用原電池原理制作了多種電池以滿足不同的需要.電池發(fā)揮著越來越重要的作用,如在宇宙飛船、人造衛(wèi)星、電腦、照相機等,都離不開各式各樣的電池,同時廢棄的電池隨便丟棄也會對環(huán)境造成污染.請根據(jù)題中提供的信息,回答下列問題:
(1)研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池,這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量的差別進行發(fā)電,在海水中電池反應(yīng)可表示為:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl
①該電池的負(fù)極反應(yīng)式是Ag-e-+Cl-=AgCl;
②在電池中,Na+不斷移動到“水”電池的正極(填“正”或“負(fù)”);
③外電路每通過4mol電子時,生成Na2Mn5O10的物質(zhì)的量是2mol.
(2)中國科學(xué)院應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇(CH3OH是一種可燃物)燃料電池技術(shù)方面獲得新突破.甲醇燃料電池的工作原理如圖所示.
①該電池工作時,b口通入的物質(zhì)為CH3OH.
②該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
③工作一段時間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時,有1.2NA個電子轉(zhuǎn)移.
(3)Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì),當(dāng)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,電池放電時正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag,負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4,寫出該電池反應(yīng)方程式:Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O═2K2Zn(OH)4+2Ag.

分析 (1)①負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng);
②原電池放電時,電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動;
③根據(jù)Na2Mn5O10和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算.
(2)①根據(jù)氫離子移動方向知,右側(cè)電極為正極,左側(cè)電極為負(fù)極,負(fù)極上通入燃料;
②負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng);
③根據(jù)甲醇和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算;
(3)電池放電時正極的Ag2O2 轉(zhuǎn)化為Ag,負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4,反應(yīng)還應(yīng)有KOH參加,依據(jù)轉(zhuǎn)化寫出電池反應(yīng).

解答 解:(1)①根據(jù)電池總反應(yīng):5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,可判斷出Ag應(yīng)為原電池的負(fù)極,負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的電極方程式為:Ag+Cl--e-=AgCl,
故答案為:Ag+Cl--e-=AgCl;
②在原電池中陰離子向負(fù)極移動,陽離子向正極移動,所以鈉離子向正極移動,故答案為:正;
③根據(jù)方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10,化合價共降低了2價,所以每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子,則外電路每通過4mol電子時,生成Na2Mn5O10的物質(zhì)的量是2mol,故答案為:2mol;
(2)①據(jù)氫離子移動方向知,右側(cè)電極為正極,左側(cè)電極為負(fù)極,負(fù)極上通入燃料甲醇,故答案為:CH3OH;
②正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水,電極反應(yīng)式為:3O2+12H++12e-=6H2O,負(fù)極上甲醇失電子和水反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子,電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,故答案為:CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+;
③根據(jù)2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+知,甲醇和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式得,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=$\frac{6.4g}{32g/mol}$=1.2mol,則轉(zhuǎn)移電子個數(shù)為1.2NA,故答案為:1.2;
(3)電池放電時正極的Ag2O2 轉(zhuǎn)化為Ag,負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4,正極電極反應(yīng)式為Ag2O2+4e-+2H2O═2Ag+4OH-,負(fù)極電極反應(yīng)式為2Zn-4e-+8OH-═2Zn(OH)42-,反應(yīng)還應(yīng)有KOH參加,反應(yīng)的總方程式為:Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O═2K2Zn(OH)4+2Ag,故答案為:Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O═2K2Zn(OH)4+2Ag.

點評 本題考查原電池的電極反應(yīng)和離子的定向移動以及電化學(xué)的簡單計算,做題時要注意總電池反應(yīng)式的判斷利用,運用兩極上的反應(yīng)特點做題,分析Mn元素的化合價變化是該題的難點.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.下列說法中正確的是( 。
A.原電池中陰離子向正極移動
B.原電池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置
C.原電池中電子流出的極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)
D.原電池正極上發(fā)生氧化反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

2.氮元素可以形成多種分子和離子,如NH3、N2H4、N2-、NH4+、N2H62+等.回答以下問題:
(1)N的基態(tài)原子中,有3個運動狀態(tài)不同的未成對電子;
(2)某元素原子與新發(fā)現(xiàn)N5+分子含有相同的電子數(shù),其基態(tài)原子的價電子排布式是4d24p4
(3)NH3、N2H4、NH4+、N2H62+四種微粒中,同種微粒間能形成氫鍵的有NH3,N2H4;不能作為配位體的有NH4+,N2H62+
(4)純疊氮酸HN3在常溫下是一種液體,沸點較高,為308.8K,主要原因是HN3分子間存在氫鍵;
(5)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被-NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物.
①N2H4分子中氮原子的雜化類型是sp3;
②肼可用作火箭燃料時發(fā)生的反應(yīng)是:N2O4(l)+2N2H4(l)═3N2(g)+4H2O(g)
若該反應(yīng)中有4mol N-H鍵斷裂,則形成的π鍵有3mol;
(6)肼能與硫酸反應(yīng)生成N2H6SO4.N2H6SO4化合物類型與硫酸銨相同,則N2H6SO4 內(nèi)微粒間作用力不存在d(填標(biāo)號)
a.離子鍵      b.共價鍵      c.配位鍵      d.范德華力.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

19.五種短周期元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增大,其中只有C為金屬元素.A和C同主族,B和D同族,C離子和B離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu).A和B、D、E均能形成共價型化合物.A和B形成的化合物在水中呈堿性,C和E形成的化合物在水中呈中性.回答下列問題:
(1)五種元素中,原子半徑最大的是Na,非金屬性最強的是Cl(填元素符號);
(2)由A和B、D、E所形成的共價型化合物中,熱穩(wěn)定性最差的是PH3(用化學(xué)式表示);
(3)D在周期表的位置為第三周期ⅤA族
(4)A和B形成的化合物與A和E形成的化合物反應(yīng),產(chǎn)物的化學(xué)式為NH4Cl,該化合物溶于水,顯酸性(填“酸”、“堿”、“中”)原因是NH4++H2O?NH3.H2O+H+(用離子方程式表示);
(5)D和E可形成一種所有原子都滿足8電子結(jié)構(gòu)的化合物,其化學(xué)式為PCl3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)能量變化的敘述中,正確的是( 。
A.只要是在加熱條件下進行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
B.一種能量形式可以轉(zhuǎn)化為另外的能量,所以任何反應(yīng)都可以把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
C.中和反應(yīng)和燃燒是放熱反應(yīng),Ba(OH)2•8H2O與NH4Cl的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
D.只要反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,在任何條件下該反應(yīng)就能夠發(fā)生

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.LED產(chǎn)品的使用為城市增添色彩.圖是氫氧燃料電池驅(qū)動LED發(fā)光的一種裝置示意圖.下列有關(guān)敘述正確的是(  )
A.P-型半導(dǎo)體連接的是電池負(fù)極
B.b處為電池正極,發(fā)生了還原反應(yīng)
C.a處通入氫氣,發(fā)生還原反應(yīng)
D.該裝置中只涉及兩種形式的能量轉(zhuǎn)化

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.如圖是元素周期表前四周期的一部分,關(guān)于元素X、Y、Z的敘述錯誤的是( 。
A.X的氣態(tài)氫化物與Y的最高價氧化物的水化物能反應(yīng)生成鹽
B.等物質(zhì)的量濃度的X、Y、Z的氣態(tài)氫化物的水溶液的pH:X>Y>Z
C.Z的單質(zhì)常溫下是液體,可與鐵粉反應(yīng)
D.Z的原子序數(shù)比Y大9

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

20.下列物質(zhì)屬于共價化合物的是( 。
A.C60B.CaCl2C.KFD.CO

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.下列各組物質(zhì)中,一定互為同系物的是( 。
A.乙烷和己烷B.CH3COOH、C3H6O2C.D.C2H4、C4H8

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同步練習(xí)冊答案