Ⅰ.车用燃料技术的研究受到广泛关注,目前利用氢能的氢氧燃料电池技术较成熟。某兴趣小组想探究...

Ⅰ.车用燃料技术的研究受到广泛关注,目前利用氢能的氢氧燃料电池技术较成熟。某兴趣小组想探究氢氧燃料电池反应的工作原理,设计如图(a)所示的实验装置。实验前,U 型管中装满溶液,电极均为铂电极。

（1）I池为______(填“原电池”、“电解池”)，判断A、B的电极名称的依据是:__________ B极的电极反应式:__________

（2）通电一段时间后，滤纸上发生明显颜色变化,则发生反应的化学方程式为___________

（3）Ⅱ池中电极具有导电和_______的作用,写出D的电极反应式:___________

Ⅱ.该兴趣小组查阅资料发现，现有的技术在原料氢气的储存和运输方面都存在安全隐患.2017年3月大连理工大学研究以“铂一碳化钼催化甲醇和水液化重组制备氢气”的新方法获得重大突破,并在美国《自然》杂志发表，具体原理如上图(b)所示:

（4）过程Ⅱ属于_________(填“吸热”或“放热)过程。

（5）依据下表完成总反应的热化学方程式:____________

（6）天然气是一种清洁的化石燃料.也可以在一定的条件下与水反应产生CO2和H2，若生产等量氢气，则消耗甲醇和甲烷的质量比为：_________。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池，目前钒电池技术已经趋近成熟。如图是钒电池基本工作原理示意图：

请回答下列问题：

（1）硫酸在电池技术和实验室中具有广泛的应用，在传统的铜锌原电池中，硫酸是　　，实验室中配制硫酸亚铁时需要加入少量硫酸，硫酸的作用是　　　　　　　　　。

（2）钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子(V2+、V3+、VO2+、V)为正极和负极电极反应的活性物质，电池总反应为VO2++V3++H2O+V+2H+。放电时的正极反应式为　　　　　　　　　，充电时的阴极反应式为　　　　　　　　　。放电过程中，电解液的pH　　　　　　　　　(选填“升高”“降低”或“不变”)。

（3）钒电池基本工作原理示意图中“正极电解液”可能是　　。

a．V、VO2+混合液

b．V3+、V2+混合液

c．V溶液

d．VO2+溶液

e．V3+溶液

f．V2+溶液

（4）能够通过钒电池基本工作原理示意图中“隔膜”的离子是　　。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究，下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图。下列说法错误的是

A. 以甲烷为燃料，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池

B. A电极为电池正极，发生还原反应

C. B电极反应式为CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O

D. 若用该燃料电池作电源，用石墨作电极电解100 mL 1 mol·L－1的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲烷的体积为22.4L(标准状况下)

高三化学选择题中等难度题查看答案及解析

（16分）目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应。平衡常数（K1、K2、K3）如下所示：

请回答下列问题：

（1）反应②是______________（填“吸热”或“放热”）反应。

（2）据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝_____________（用K1、K2表示）。

（3）要使反应③在一定条件下建立的平衡逆向移动，可采取的措施有_______________（填字母序号）

A．缩小反应容器的容积　　　　 B．扩大反应容器的容积

C．升高温度　　　　　　　　　　 D．使用合适的催化剂

E．从平衡体系中及时分离出CH3OH

（4）500℃时，测得反应③在某时刻，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的浓度（mol·L-1）分别为0．8、0．1、0．3、0．15，则此时v正____________v逆（填“＞”、“=”或“＜”）．

（5）甲醇是重要的基础化工原料，又是一种新型的燃料，最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极加入甲醇，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它们在高温下能传导O2－离子，该电池的正极反应式为_________________。电池工作时，固体电解质里的O2－向_____________极移动。

（6）300℃时，在一定的压强下，5molCO与足量的H2在催化剂的作用下恰好完全反应变化的热量为454kJ。在该温度时，在容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：

下列说法正确的是______________________。

A．2c1>c3　　 B．a+b<90．8　 C．2p 2<p3 　　 D．α1+α3<1

高三化学填空题极难题查看答案及解析

【化学—选修2 化学与技术】

锂离子电池的广泛应用使得锂电池的回收利用一直是科学家关注的焦点。磷酸铁锂是锂电池中最有前景的正极材料，磷酸铁是其前驱体，充放电时可以实现相互转化。某研究性小组对废旧锂离子电池正极材料(图中简称废料，成份为LiFePO4、碳粉和铝箔)进行金属资源回收研究，设计实验流程如下：

已知：① FePO4可溶于稀H2SO4，不溶于水和其他的酸。

② Li2SO4、LiOH和Li2CO3在273K下的溶解度分别为34.2g、22.7g和1.54g，

在373K下，Li2CO3的溶解度为0.72g

③ Ksp[Al(OH)3]=10-32　　 Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38

（1）操作1为：　　　　 　　　　　　 　　　 。

（2）滤液A中通入过量CO2的化学方程式为：　　　　 　　　　　　 　　　 。

（3）可以提高操作1浸出率的方法有(写出3种)　　　　　 　　　　　　　　 。

（4）完成操作3中的离子方程式：　　　　 　　　　　 　　 　　　 。

（5）该锂电池充电时的阳极反应式：　　　　　　 　　　　　　　 。

（6）操作4中应选择试剂：　　　　 　　　　　　 　　　 。

（7）沉淀C的成分：　　　　　　　　 　 。

高三化学实验题简单题查看答案及解析

甲烷和甲醇可以做燃料电池，具有广阔的开发和应用前景，回答下列问题

（1）甲醇燃料电池（简称DMFC）由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常规能源的替代品而越来越受到关注．DMFC工作原理如图1所示：通入a气体的电极是原电池的　　 　　 　 极（填“正”“负”），其电极反应式为　　　 　　　　　　　　 ．

（2）某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图2所示U形管中氯化钠溶液的体积为800ml．闭合K后，若每个电池甲烷用量均为0.224L（标况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为　　　　　　　　 （法拉第常数F=9.65×104C/mol），若产生的气体全部逸出，电解后溶液混合均匀，电解后U形管中溶液的pH为　　　　　 ．

高三化学填空题困难题查看答案及解析

开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。燃料电池由于能量转化率高．可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。

(1)直接甲醇燃料电池(简称DMFC)结构简单、对环境无污染，其工作原理如图所示。

① 外电路电子从用电器_____(填“左端”、或“右端”)进人，b 极电极反应式为______；

② 有1.5mol电子通过用电器，则消耗的甲醇质量为______。

(2)一种用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池的原理如图所示。

①电极B发生_______(填“氧化”或 “还原”)反应，电池工作时，OH-移向_____(填“A极”或“B极”)。

②电极A的电极反应式为____________。

(3)赤铜矿的成份是Cu2O，辉铜矿的成份是Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿混合加热有以下反应：2Cu2O+Cu2S == 6Cu+SO2↑在该反应中，氧化剂是：___________　 还原剂是：___________ 每当有0.3mol电子通过时，生成的铜的物质的量为 ___________mol　 生成的SO2 在标况下的体积为_________ L

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

微生物燃料电池的研究已成为治理和消除环境污染的重要课题，利用微生物电池电解饱和食盐水的工作原理如下图所示。下列说法正确的是

A.电池正极的电极反应：O2+2H2O+4e−4OH−

B.电极M附近产生黄绿色气体

C.若消耗1 mol S2−，则电路中转移8 mol e−

D.将装置温度升高到60 ℃，一定能提高电池的工作效率

高三化学单选题中等难度题查看答案及解析

全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池，目前钒电池技术已经趋近成熟。下图是钒电池基本工作原理示意图：

请回答下列问题：

（1） 钒的氧化物是化学工业中最佳催化剂之一，有“化学面包”之称。已知钒原子的质子数为23,则钒在元素周期表中的位置是_____________。

（2） 钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同种类的钒离子(V2+、V3+、VO2+、VO2+)为正极和负极电极反应的活性物质，电池总反应为VO2++V3+ +H2OV2++VO2++2H+。放电时的正极反应式为______________，充电时，b为外界电源的_________极，充电时电池的负极反应式为______________。

（3） 为保证电池稳定运行，“隔膜”选用质子交换膜，利用钒电池进行电解精炼铜，每得到64 g精铜，钒电池正负极电解液质量将相差__________g(水分子无法透过隔膜，假设原正负极电解液质量相同）。

高三化学简答题极难题查看答案及解析

某研究小组提出了一种新的设想：利用原电池原理，设计一种H2、Cl2燃料电池，原电池总反应为：H2＋Cl2=2HCl，在对外提供电能的同时还可得到工业上具有重要用途的较浓的盐酸。他们设计的原电池装置如下，其中两个电极均为多孔铂电极。下列有关叙述不正确的是

A．a为负极，通入的气体为氢气

B．正极的电极反应式为：Cl2＋2e－＝2Cl－

C．电流由b极流出，经外电路到a极

D．原电池内部，H＋移向负极，Cl－移向正极

高三化学选择题困难题查看答案及解析