科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4 ． ①写出铜电极表面的电极反应式．②为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量（选填“氢氧化钠”或“硫酸”）．

1. 科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统，利用该装置成功地实现了以CO₂和H₂O合成CH₄ ．

①写出铜电极表面的电极反应式．

②为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量（选填“氢氧化钠”或“硫酸”）．

【考点】

化学电源新型电池;

【答案】

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综合题普通

1. 我国科学家最近发明了一种 $\text{[math]}$ 电池，电解质为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和KOH，由a和b两种离子交换膜隔开，形成A、B、C三个电解质溶液区域，结构示意图如下：

回答下列问题：

(1) 电池中，Zn为极，B区域的电解质为(填“ $\text{[math]}$ ”“ $\text{[math]}$ ”或“KOH”)。

(2) 电池反应的化学方程式为。

(3) 阳离子交换膜为图中的膜(填“a”或“b”)。

(4) 此电池中，消耗6.5g Zn，理论上可产生的电量为C。(1mol电子的电量为1F， $\text{[math]}$ ，保留3位有效数字)

(5) 铅酸蓄电池已有160多年历史，至今仍在多领域发挥着重要作用。过充时，铅酸蓄电池正极对应的电极反应式为。频繁过度充电，电池内硫酸的浓度将(填“变大”“变小”或“不变”)。

(6) 已知E为电池电动势(电池电动势即电池的理论电压，是两个电极电位之差， $\text{[math]}$ )，则该电池与传统铅酸蓄电池相比较， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”或“<”)。

综合题普通

2. 回答下列问题

(1) $\text{[math]}$ 和含硫废水(其中S元素的主要化合价是-2价)对设备，环境等会造成严重危害。已知： $\text{[math]}$ 有剧毒，常温下溶解度为1：2.6(体积)。 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 在水溶液中的物质的量分数随pH的分布曲线如图，氢硫酸的 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，碳酸的电离常数 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。

①当 $\text{[math]}$ 时，含硫废水中最主要的含硫(-2价)微粒是。

②氢硫酸的电离常数 $\text{[math]}$ 为。

③碱法脱硫：用 $\text{[math]}$ 溶液吸收 $\text{[math]}$ ，过量的 $\text{[math]}$ 溶液吸收 $\text{[math]}$ 的离子方程式是。

④沉淀法处理含硫废水：向 $\text{[math]}$ 的含硫废水中加入适量 $\text{[math]}$ 的溶液，产生黑色沉淀且溶液的pH降低。用化学平衡移动的原理解释溶液的pH降低的原因是。

(2) 某工业废水中主要含有 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ ，毒性较大，若使用调节溶液pH的方法处理后的废水中残留的 $\text{[math]}$ ，则残留的 $\text{[math]}$ 的浓度为{已知： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ }。

(3) $\text{[math]}$ 电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电 $\text{[math]}$ 电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子( $\text{[math]}$ )和空穴( $\text{[math]}$ )，驱动阴极反应( $\text{[math]}$ )和阳极反应( $\text{[math]}$ )对电池进行充电。

①充电时，电池的总反应：。

②放电时， $\text{[math]}$ 迁移方向：。

综合题普通

3. 随着信息技术的发展，小型化、便携式、工作寿命长的锂离子电池受到人们的青睐。某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图1所示，集流体起导电作用；放电时电极B上发生反应的方程式为 $\text{[math]}$ 。

(1) 放电时，电极A为(填“正极”或“负极”)，发生的电极反应式为。

(2) 充电时，电极B上发生的电极反应式为。

(3) 放电过程中， $\text{[math]}$ 薄膜电解质中 $\text{[math]}$ 的物质的量会(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4) 若用该锂离子电池电解硫酸钠溶液制备氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠溶液，电解装置如图2。

①离子交换膜2可选用(填“阴离子交换膜”“阳离子交换膜”或“质子交换膜”)。

②D接口应与(填“电极A”或“电极B)连接。

③该电解反应的化学方程式为。

综合题普通