2020年第七十五届联合国大会上，中国向世界郑重承诺在2030年前实现碳达峰，在2060年前实现碳中和。大力发展绿色能源、清洁能源是实现碳中和的最有效方法。原电池反应能够提供电能但不产生气体，右图是某原电池装置图。

1. 2020年第七十五届联合国大会上，中国向世界郑重承诺在2030年前实现碳达峰，在2060年前实现碳中和。大力发展绿色能源、清洁能源是实现碳中和的最有效方法。原电池反应能够提供电能但不产生 $\text{[math]}$ 气体，右图是某原电池装置图。

(1) 该原电池正极的电极反应是。

(2) 溶液中 $\text{[math]}$ 向(填“Zn”或“Cu”)电极移动。

(3) 放电一段时间后，导线上通过了 $\text{[math]}$ 个电子，则锌片质量减轻g。

【考点】

原电池工作原理及应用;

【答案】

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综合题普通

1. 某小组研究化学反应中的能量变化，进行了如下实验。

(1) 实验Ⅰ：将Zn片和Cu片分别插入盛有50mL2mol/L稀硫酸的烧杯中。观察到Zn片表面产生气泡，溶液温度由T₁℃升到T₂℃；Cu片表面无明显变化。

Zn片与稀硫酸反应的离子方程式为。

(2) 实验Ⅱ：用导线将电流表、小灯泡与Zn片、Cu片相连接，插入盛有50mL $\text{[math]}$ 稀硫酸的烧杯中(如图所示)。

①观察到电流表指针发生偏转，Cu片表面产生气泡，溶液温度由T₁℃升到T₃℃。

②写出Cu片表面产生气泡的电极反应为：。

(3) 实验Ⅰ和Ⅱ产生等量气体时，测得T₂>T_3.结合能量的转化形式，分析两溶液温度变化幅度不同的原因。

(4) 将Zn片和Cu片换成Fe片和石墨棒，重复实验Ⅱ，判断电流表指针(填“偏转”或“偏转”)。若不偏转，说明理由；若偏转，写出Fe片表面发生的电极反应式。理由或电极反应式是。

(5) 美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如图所示：

A、B两个电极均由多孔的碳块组成。该电池的正极反应式为：。

(6) 如果将上述装置中通入的H₂改成CH₄气体，也可以组成一个原电池装置，电池的总反应方程式为 $\text{[math]}$ ，则KOH溶液该电池的负极反应式为。

综合题普通

2. 电的发明和广泛应用，给人们生产和生活带来了巨大的变化，极大地改善了人们的生活。现有如下原电池的装置，请根据化学能与电能的相关知识回答下列问题。

Ⅰ．现有以下几个反应：

① $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$

④ $\text{[math]}$

⑤ $\text{[math]}$

(1) 利用反应①设计原电池：A电极：惰性电极，B电极：Zn，溶液C：稀 $\text{[math]}$ 溶液。放电时溶液中的阴离子移向(填“A极”或“B极”)，反应进行一段时间后溶液C的pH(填“升高”“降低”或“基本不变”)。

(2) 利用反应②设计原电池：A极(负极)材料为，B极电极反应式为，电子通过导线(填“由A到B”或“由B到A”)。

(3) 以上反应中，除①②外还可以通过原电池装置实现化学能直接转化为电能的是(填序号)。

(4) 某种燃料电池的工作原理如图所示，X、Y均为惰性电极，假设使用的“燃料”是甲烷 $\text{[math]}$ ，则通入 $\text{[math]}$ 的电极是(填“X”或“Y”)电极，电极反应式是。若线路中转移 $\text{[math]}$ 电子，则消耗的 $\text{[math]}$ 在标准状况下的体积为L。

综合题普通

3. （1）磷P(s)和Cl₂(g)发生反应生成PCl₃(g)和PCl₅(g)。反应过程和能量关系如图所示：

(图中的ΔH表示生成1mol产物的数据)。

①P和Cl₂反应生成PCl₃的热化学方程式是。

②PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的热化学方程式是。

（2）氮化硅(Si₃N₄)是一种新型陶瓷材料，它可由SiO₂与过量焦炭在1300～1700^oC的氮气流中反应制得：3SiO₂(s)+6C(s)+2N₂(g)Si₃N₄(s)+6CO(g) ΔH=-1591.2kJ/mol，则该反应每转移1mole^- ，可放出的热量为kJ。

（3）高温时，用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO。

①750℃时，测得气体中含等物质的量的SO₂和SO₃ ，此时反应的化学方程式是：。

②由MgO制成的Mg可构成“镁—次氯酸盐”电池，其装置示意图如图，该电池的正极反应式为。

综合题普通