(1)以Al和NiO(OH)為電極,NaOH溶液為電解液組成一種新型電池,放電時(shí)NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。
(2)化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起著十分重要的作用,催化反硝化學(xué)法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。電化學(xué)降解NO的原理如圖所示。

①電源正極為_(kāi)_________(填A(yù)或B),陰極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________。
②若電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子,則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm-Δm)為_(kāi)_________克。
(3)能量之間可相互轉(zhuǎn)化:電解食鹽水制備Cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計(jì)兩種類(lèi)型的原電池,探究其能量轉(zhuǎn)化效率。限選材料:ZnSO4(aq),F(xiàn)eSO4(aq),CuSO4(aq);銅片,鐵片,鋅片和導(dǎo)線。
①完成原電池甲的裝置示意圖(見(jiàn)圖),并作相應(yīng)標(biāo)注,要求:在同一燒杯中,電極與溶液含相同的金屬元素。

②以銅片為電極之一,CuSO4(aq)為電解質(zhì)溶液,只在一個(gè)燒杯中組裝原電池乙,工作一段時(shí)間后,可觀察到負(fù)極__________。
③甲乙兩種原電池可更有效地將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是________,其原因是_________________________________________________________________。
④根據(jù)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法原理,為減緩電解質(zhì)溶液中鐵片的腐蝕,在所給的材料中應(yīng)選__________作陽(yáng)極。
(1)Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2
(2)①A 2NO3-+6H2O+10e=N2↑+12OH
②14.4
(3)①(或其他合理答案)
②失去金屬光澤,被腐蝕或氧化,溶液藍(lán)色變淺
③甲 在甲裝置中,兩個(gè)電極反應(yīng)是在彼此隔離的條件下進(jìn)行的,鋅與Cu2不直接發(fā)生反應(yīng),這樣可以更徹底地將反應(yīng)所釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能 ④鋅片
(1)該新型電池放電時(shí),關(guān)鍵判斷Al的氧化產(chǎn)物。由于NaOH溶液的存在,Al被氧化生成NaAlO2而不是Al(OH)3,故電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2。
(2)陰極:2NO3-+6H2O+10e=N2↑+12OH
陽(yáng)極:10OH-10e=5H2O+ O2
在陽(yáng)極區(qū)生成的H通過(guò)質(zhì)子交換膜到達(dá)陰極區(qū),所以,當(dāng)電子過(guò)程中轉(zhuǎn)移
10 mol e時(shí),
Δm mol×32 g·mol-1+10 g=90 g
Δm=28 g-10 g=18 g
所以當(dāng)轉(zhuǎn)移2 mol e時(shí),膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差為=14.4 g。
(3)①根據(jù)題給條件和原電池的構(gòu)成條件可得:
a.若用Zn、Cu、CuSO4(aq)、ZnSO4(aq)組成原電池,Zn作負(fù)極,Cu作正極,Zn插入到ZnSO4(aq)中,Cu插入到CuSO4(aq)中。
b.若用Fe、Cu、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)組成原電池,F(xiàn)e作負(fù)極,Cu作正極,F(xiàn)e插入到FeSO4(aq)中,Cu插入到CuSO4(aq)中。
c.注意,畫(huà)圖時(shí)要注意電極名稱(chēng),電極材料,電解質(zhì)溶液名稱(chēng)(或化學(xué)式),并形成閉合回路。②由于金屬活動(dòng)性Zn>Fe>Cu,鋅片或鐵片作負(fù)極,由于Zn或Fe直接與CuSO4溶液接觸,工作一段時(shí)間后,負(fù)極本身被腐蝕或氧化,失去金屬光澤,質(zhì)量減輕,藍(lán)色變淺。③帶有鹽橋的甲原電池中負(fù)極沒(méi)有和CuSO4溶液直接接觸,二者不會(huì)直接發(fā)生置換反應(yīng),化學(xué)能不會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能,幾乎全部轉(zhuǎn)化為電能;而原電池乙中的負(fù)極與CuSO4溶液直接接觸,兩者會(huì)發(fā)生置換反應(yīng),部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,化學(xué)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能。④由犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法可得,鐵片作正極(陰極)時(shí)被保護(hù),作負(fù)極(陽(yáng)極)時(shí)被腐蝕,所以應(yīng)選擇比鐵片更活潑的鋅作負(fù)極(陽(yáng)極)才能有效地保護(hù)鐵不被腐蝕。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

電化學(xué)與現(xiàn)代人的生活密切相關(guān),具備一定的電化學(xué)知識(shí)對(duì)于方便生產(chǎn)生活有很重要的意義。某同學(xué)為了研究電化學(xué)原理設(shè)計(jì)了如下圖所示的裝置:

下列說(shuō)法中不正確的是
A.X和Y不連接時(shí),銅棒上會(huì)有金屬銀析出
B.X和Y用導(dǎo)線連接時(shí),銀棒上發(fā)生的反應(yīng)為Ag+e=Ag
C.若X接直流電源的正極Y接負(fù)極,Ag向銀電極移動(dòng)
D.無(wú)論X和Y是否連接,銅棒均會(huì)溶解,溶液都從無(wú)色逐漸變成藍(lán)色

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示裝置,均盛有等體積等濃度的稀硫酸,工作相同的時(shí)間后測(cè)得均通過(guò)n mol e-。下列敘述錯(cuò)誤的是(不考慮溶液體積的變化)
A.鐵棒的腐蝕程度:甲<乙
B.碳電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式相同
C.溶液的pH:甲減小,乙增大
D.甲乙產(chǎn)生氣體的體積(相同條件)比為3:2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

兩種金屬A與B組成原電池時(shí),A是正極。下列有關(guān)推斷正確的是(   )
A.A的金屬性強(qiáng)于B
B.A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是還原反應(yīng)
C.電子不斷由A電極經(jīng)外電路流向B電極
D.A在金屬活動(dòng)性順序表中一定排在氫前面

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

化學(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化與人類(lèi)的生活實(shí)際密切相關(guān),在生產(chǎn)、生活中有重要的應(yīng)用,同時(shí)也是學(xué)生形成化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的重要組成部分。
(1)熔融狀態(tài)下,鈉的單質(zhì)和氯化亞鐵能組成可充電電池,如圖9-8工作原理示意圖,反應(yīng)原理為2Na+FeCl2Fe+2NaCl,該電池放電時(shí),正極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________;
充電時(shí),____________(寫(xiě)物質(zhì)名稱(chēng))電極接電源的負(fù)極;該電池的電解質(zhì)為_(kāi)_______。

(2)某同學(xué)用銅片、石墨作電極電解一定濃度的硫酸銅溶液,工作原理示意圖如圖所示,一段時(shí)間停止通電取出電極。若在電解后的溶液中加入0.98 g氫氧化銅粉末恰好完全溶解,經(jīng)測(cè)定所得溶液與電解前完全相同。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

①Y電極材料是________,發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。
②電解過(guò)程中X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是_______________________________________________________________________。
③如在電解后的溶液中加入足量的小蘇打,充分反應(yīng)后產(chǎn)生氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積是__________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

將如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的K閉合,下列判斷正確的是(  )
A.Ag電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
B.鹽橋中N向Zn電極移動(dòng)
C.電子沿Zn→a→b→Ag路徑流動(dòng)
D.片刻后可觀察到濾紙a點(diǎn)變藍(lán)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

該同學(xué)利用制得的CuSO4溶液及如圖所示裝置,進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)探究。

圖一                      圖二
(1)圖一是根據(jù)反應(yīng)Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4設(shè)計(jì)成的鋅銅原電池。Cu極的電極反應(yīng)式是_____________________________________________________,
鹽橋中是含有瓊膠的KCl飽和溶液,電池工作時(shí)K向________(填“甲”或“乙”)池移動(dòng)。
(2)圖二中,Ⅰ是甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)的結(jié)構(gòu)示意圖,該同學(xué)想在Ⅱ中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍銅,則b處通入的是________(填“CH4”或“O2”),a處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是_____________________________________________;
當(dāng)銅電極的質(zhì)量減輕3.2 g時(shí),消耗的CH4在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_(kāi)_______L。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

將鎂條、鋁條平行插入盛有一定濃度的NaOH溶液的燒杯中,用導(dǎo)線和電流表連接成原電池,裝置如圖所示。此電池工作時(shí),下列敘述正確的是(   )
A.Mg比Al活潑,Mg失去電子被氧化成Mg2+
B.鋁條表面雖有氧化膜,但可不必處理
C.該電池的內(nèi)外電路中,電流均是由電子定向移動(dòng)形成的
D.Al是電池負(fù)極,開(kāi)始工作時(shí)溶液中會(huì)立即有白色沉淀析出

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖是一種染料敏化太陽(yáng)能電池的示意圖。電池的一個(gè)電極由有機(jī)光敏燃料(S)涂覆在納米晶體表面制成,另一電極由導(dǎo)電玻璃鍍鉑構(gòu)成,電池中發(fā)生的反應(yīng)為:

(激發(fā)態(tài))



下列關(guān)于該電池?cái)⑹鲥e(cuò)誤的是:
A.電池工作時(shí),是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能
B.電池工作時(shí),I-離子在鍍鉑導(dǎo)電玻璃電極上放電
C.電池中鍍鉑導(dǎo)電玻璃為正極
D.電池的電解質(zhì)溶液中I-和I3-的濃度不會(huì)減少

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