内容正文:
微项目 设计载人航天器用化学电池与氧气再生方案——化学反应中能量及物质的转化利用
第1章 化学反应与能量转化
问题:(1)通O2的一极为________极。
(2)当A为KOH时B为Ni,(说明:Ni、Pt对2H2+O2===2H2O有催化作用)通H2一极的电极反应为______________________________。
正
H2-2e-+2OH-===2H2O
3
6
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水,但能溶于酸,以下说法不正确的是________(填序号)。
A.电池放电时,Cd做负极 B.反应环境为碱性
C.以上反应是可逆反应 D.该电池是一种二次电池
答案 C
7
解析 装置放电时为原电池,放电过程中,Cd发生失电子的氧化反应,故Cd作负极,A正确;由Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水,但能溶于酸可知,电解质溶液应为碱性溶液,B正确;两个反应的条件不同,不互为可逆反应,C错误;二次电池又称为充电电池或蓄电池,是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池,镍镉电池是一种二次电池,D正确。
8
9
A.阳光照射该电池时,能量转化过程:太阳能→电能→化学能
B.光照时负极的质量减少
C.太阳能电池板材料是Si
D.开锁时,正极发生反应:
xLi++xe-+Li(1-x)CoO2===LiCoO2
答案 (1)B
10
解析 (1)阳光照射该电池时,太阳能电池将太阳能转化为电能,然后以太阳能电池为电源,向蓄电池(二次电池)中充电,将电能再转化为化学能储存起来,故能量转化过程为太阳能→电能→化学能,A正确;蓄电池放电时,负极的电极反应为Li-e-===Li+,故负极质量减少,但光照时蓄电池充电,是放电过程的逆过程,故负极(阴极)质量增加,B错误;Si是半导体材料,可以作太阳能电池板材料,C正确;开锁时,装置为原电池,正极发生还原反应:xLi++xe-+Li(1-x)CoO2===LiCoO2,D正确。
11
答案 (2)A
12
解析 (2)该电池充电和放电是不同条件下的反应,不是可逆反应,故B错误;充电时电能转变为化学能,故C错误;放电时负极材料发生化合价升高的氧化反应,据电池总反应式知放电时负极材料是Cd,故D错误。
13
20
A.该过程是电能转化为化学能的过程
B.铜电极的电极反应式为CO2+8H++8e-===CH4+2H2O
C.一段时间后,左池中n(KHCO3)不变
D.一段时间后,右池中溶液的pH一定减小
答案 C
21
解析 该装置是一个电解池,电解池是将电能转化为化学能的装置,故A正确;由装置图和反应原理可知,铜电极是电解池的阴极,电极反应式为CO2+8H++8e-===CH4+2H2O,故B正确;在电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应,一段时间后,H+浓度减小,OH-浓度增大,OH-会和左池中的CO2、KHCO3反应,所以n(KHCO3)会发生变化,故C错误;在电解池的阳极上发生OH-失电子的氧化反应,所以右池溶液酸性增强,pH一定减小,故D正确。
22
A.该电池可将化学能转化为电能
B.每有0.1 mol O2反应,则迁移0.4 mol H+
C.正极反应式为CH2===CH2-2e-+2OH-===CH3CHO+H2O
D.负极区溶液的pH减小
答案 (1)C
24
解析 (1)原电池工作时,将化学能转化为电能,A正确;由电池总反应可得正极的电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O,每有0.1 mol O2反应,则迁移0.4 mol H+,B正确;电解质溶液呈酸性,正极区发生得电子的还原反应,电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O,负极区发生失电子的氧化反应,电极反应式为CH2===CH2-2e-+H2O===CH3CHO+2H+,C错误;由负极区的电极反应式可知,H+不断增多,溶液的pH减小,D正确。
25
A.甲中铜片作阴极,K+向铜片电极移动
B.甲中若CxHy为C2H4,则生成1 mol C2H4的同时生成3 mol O2
C.乙中H2SO4的作用是增强溶液的导电性
D.乙中正极发生的电极反应为CO2+5e-+6H+===CH3OH+H2O
答案 (2)D
27
解析 (2)根据题图甲中电子移动的方向可知,铜片为阴极,铂片为阳极,电解过程中,阳离子向阴极移动,故A正确;题图甲的电解池中,阳极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+,阴极反应式为2CO2+12H++12e-===C2H4+4H2O,由得失电子守恒可知,生成1 mol C2H4的同时生成3 mol O2,故B正确;题图乙中硫酸的作用是增强溶液的导电能力,故C正确;题图乙中通CO2的一极为正极,CO2在正极区发生得电子的还原反应,电极反