题目内容

高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的放电电压.高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O
放电
充电
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,按要求回答下列问题:
(1)放电时,
 
(填物质化学式,下同)作负极,充电时,
 
作阴极.
(2)放电时正极附近溶液的碱性
 
 (填“增强”或“减弱”).
(3)充电时,每转移3mol电子,被氧化物质的物质的量为
 
考点:化学电源新型电池
专题:电化学专题
分析:(1)根据电池的总反应可知,高铁电池放电时锌在负极失去电子;充电时Zn(OH)2在阴极上得电子;
(2)高铁酸钾在正极得到电子,电极反应式为FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-
(3)充电时,阳极上氢氧化铁转化成高铁酸钾,电极反应式为Fe(OH)3+5OH-=FeO42-+4H2O+3e-
解答: 解:(1)根据电池的总反应可知,高铁电池放电时锌在负极失去电子,所以Zn作负极;充电时Zn(OH)2在阴极上得电子生成Zn,则Zn(OH)2作阴极;
故答案为:Zn;Zn(OH)2
(2)高铁酸钾在正极得到电子,电极反应式为FeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-;所以正极附近溶液中氢氧根离子浓度增大,则碱性增强;
故答案为:增强;
(3)充电时,阳极上氢氧化铁转化成高铁酸钾,电极反应式为Fe(OH)3+5OH-=FeO42-+4H2O+3e-,当1mol氢氧化铁被氧化时,转移的电子为3mol;
故答案为:1mol.
点评:本题考查了学生运用原电池、电解等基础理论解决新情景问题的能力,本题难度不大,注意掌握电极反应式的书写及电子转移数目的判断.
练习册系列答案
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能源短缺是人类社会面临的重大问题,利用化学反应可实现多种形式的能量相互转化.请回答以下问题:
(1)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能.从化学键的角度分析,化学反应的过程就是旧键断裂和新键的形成过程.已知反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-93kJ?mol-1.试根据表中所列键能数据,计算a 的数值为
 
kJ/mol.
化学键 H-H N-H N≡N
键能/kJ?mol-1 436 a 945
(2)甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.已知在常压下有如下变化:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=a kJ/mol
②H2O(g)=H2O(l)△H=b kJ/mol
写出液态甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式:
 

(3)可利用甲醇燃烧反应设计一个燃料电池.如下图1,用Pt作电极材料,用氢氧化钾溶液作电解质溶液,在两个电极上分别充入甲醇和氧气.
①写出燃料电池正极的电极反应式
 
.②若利用该燃料电池提供电源,与图1右边烧杯相连,在铁件表面镀铜,则铁件应是
 
极(填”A”或”B”);当铁件的质量增重6.4g时,燃料电池中消耗氧气的标准状况下体积为
 
L.

(4)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2装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾(电解槽内的阳离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过).
①该电解槽的阳极反应式为
 
,单位时间内通过阴离子交换膜的离子数与通过阳离子交换膜的离子数的比值为
 

②从出口D导出的溶液是
 
(填化学式).

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