一种燃料电池与电解池组合的装置(电池工作时)如图所示，电极均为惰性电极，回答下列问题：

1. 一种燃料电池与电解池组合的装置(电池工作时)如图所示，电极均为惰性电极，回答下列问题：

(1) 电极Ⅰ为(填“正”或“负”)极，该电极上的反应式为。

(2) 右侧电池工作室中能量的转化形式主要为(填“化学能”或“电能”，下同)转化为。

(3) 气体X为(填化学名称)，电极Ⅲ上的电极反应式为。

(4) 电池工作一段时间后，图中三处 $\text{[math]}$ 溶液的质量分数的大小顺序为(填标号)。

A． $\text{[math]}$ B． $\text{[math]}$

(5) 当电路中每转移 $\text{[math]}$ 电子。

①此时消耗 $\text{[math]}$ 的质量为g。

②此时电极Ⅳ上生成气体的体积为L(标准状况下)。

【考点】

原电池工作原理及应用; 电解池工作原理及应用;

【答案】

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填空题容易

1. 电化学给人类的生活和工业生产带来极大的方便。回答下列问题：

(1) 如下图所示的电池，①装置中 $\text{[math]}$ 的作用，②石墨作用，③离子导体是。

(2) 结合电极反应式，描述该装置产生电流的工作原理。

(3) 高铁电池是一种新型可充电电池，总反应为： $\text{[math]}$ 。

①放电时，负极 $\text{[math]}$ ，则正极电极反应为。

②充电时，阴极附近溶液的碱性(填“增强”、“减弱”或“不变”)。

(4) 甲烷燃料电池工作的示意图如下，其中A为铜电极，B为铁电极，C、D均为石墨电极，工作一段时间后，甲池中消耗甲烷0.05 $\text{[math]}$ 。

①乙池溶液的质量(填“增大”、“减少”或“不变”)。

②丙池中C电极析出的气体在标准状况下的体积为L。

(5) 该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应式为，此时通过阴离子交换膜的离子数(填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。

②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”“B”“C”或“D”)导出。

(6) 用惰性电极电解体积为1L的 $\text{[math]}$ 溶液，当阴阳极都产生3.36L(标况)气体。

①硫酸铜溶液的浓度为。

②若要此溶液恢复到原状态需要加入(填选项)。

A． $\text{[math]}$ B． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ D． $\text{[math]}$

填空题困难

2. 电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)₃沉淀，Fe(OH)₃有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用，阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置示意图，如图所示：

(1) 实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣，此时应向污水中加入适量的，不选其他选项的原因是。

A．BaSO₄　　　　　B．CH₃CH₂OH　　　　　C．Na₂SO₄　　　　D．NaOH

(2) 电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是I．、II．。

(3) 该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH₄为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料作电极，为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环(见上图 )，A物质的化学式是；通入空气这极的电极反应式为；如果转移4mol的电子，则理论上需要甲烷在标况下的体积为L。

填空题普通

3. 电化学原理在工农业生产中有重要应用。已知N₂H₄是一种重要的清洁高能燃料，产物无污染。根据如图所示装置回答下列问题(C₁~C₆均为石墨电极，假设各装置在工作过程中溶液体积不变)

(1) 甲装置C₂电极为极，C₁电极上的电极反应为

(2) 装置中Ag电极上的电极反应为，若乙装置中溶液体积为400mL，开始时溶液pH为6，当电极上通过0.04mol电子时溶液pH约为。

(3) 丙装置用于处理含高浓度硫酸钠的废水，同时获得硫酸、烧碱及氢气，膜X为(填“阳离子”“阴离子”或“质子”)交换膜，当电极上通过0.04mol电子时，中间硫酸钠废水的质量改变 g(假定水分子不能通过膜X和膜Y)。

(4) 电解一段时间后，丁装置中能观察到的现象是，丁装置中电解反应的总化学方程式为。

填空题普通