1.2.化学能转化为电能-电池巩固提升-2023-2024学年高二上学期化学鲁科版(2019)选择性必修1
一、单选题
1.某兴趣小组模拟纸电池进行实验(如图),有关说法正确的是
A.该装置把化学能转化为电能 B.Zn为正极,发生氧化反应
C.工作时由Zn电极向Cu电极迁移 D.工作一段时间后Cu电极质量不变
2.下列反应不能用于原电池的是( )
A.Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu B.CH4+2O2 CO2+2H2O
C.4Al+3O2+6H2O = 4Al(OH) 3 D.Fe2O3+6HCl= 2FeCl3+3H2O
3.在冬奥会上,中国使用了多项高科技。下列说法正确的是
A.滑道使用二氧化碳超临界制冰的相变过程是物理变化
B.火炬“飞扬”使用的碳纤维和高性能树脂属于无机非金属材料
C.颁奖礼仪服饰“瑞雪样云”使用的保温材料石墨烯属于有机高分子材料
D.冬奥会场馆使用的氢燃料车是利用电解池原理提供电能
4.根据原电池形成的条件分析图所示的各装置,能构成原电池的是( )
A. B.
C. D.
5.氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。其反应原理示意图如下图,下列说法正确的是
A.a极是正极
B.电池工作时,化学能全部转化为电能
C.电池工作时,电子由a极沿导线流向b极
D.b极的电极反应式为
6.某快充Li电池结构如图所示。下列说法错误的是
A.Li电极为负极 B.电池放电过程中,向Cu电极移动
C.该电池可使用有机电解液或离子液体电解质 D.该电池为一次电池
7.常见的锌锰干电池构造如图,下列说法正确的是
A.Zn作正极
B.石墨棒作负极
C.电流由锌筒流向石墨棒
D.这种电池放电后不能充电,属于一次电池
8.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入浓度相同的稀硫酸中一段时间,以下叙述正确的是
A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B.甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C.两烧杯中溶液的c(H+)均增大
D.产生气泡的速度甲比乙快
9.把甲、乙、丙、丁四块金属泡在稀H2SO4中,用导线两两相连可以组成各种原电池。若甲、乙相连,甲为负极;丙、丁相连,丁上有气泡逸出;甲、丙相连,甲上发生氧化反应;乙、丁相连,乙是电子流入的一极。则四种金属的活动性顺序由大到小排列为
A.甲>丙>丁>乙 B.甲>丙>乙>丁
C.甲>乙>丙>丁 D.乙>丁>丙>甲
10.下列有关原电池的说法中正确的是
A.原电池工作时,可能会伴随着热能变化
B.手机、电脑中使用的锂离子电池属于一次电池
C.在内电路中,电子由正极流向负极
D.燃料电池工作时燃料在电池中燃烧,然后热能转化为电能
11.镁—空气电池是一种新型燃料电池,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.电子由Mg电极通过电解质溶液流向空气电极
B.该电池工作时,溶液中向Mg电极方向移动
C.该电池工作时,空气电极附近的溶液pH会增大
D.电池总反应可表示为
12.金属及其化合物在生产生活中应用广泛。2011年云南的“乌铜走银”制作技艺列入国家级非物质文化遗产名录。制作中的走银工序是将氧化变黑的银丝嵌入铜器表面已錾刻好的花纹内,再经揉黑工序,用手边焐边搓揉铜器,直到铜器表面变成乌黑、银丝变得光亮。近期中国科学院在含银化合物运用于超离子导体方面取得突破性进展,制得的αAgI晶体在室温下的电导率比普通多晶的AgI提高了近5个数量级。下列有关“乌铜走银”的说法不正确的是
A.走银工序中金属键没有断裂 B.揉黑工序中发生了原电池反应
C.用铝丝代替银丝,铜器也会变黑 D.银丝可以长时间保持光亮
13.锌铜原电池装置如图,下列说法不正确的是
A.锌电极上发生氧化反应
B.电子从锌片经电流计流向铜片
C.盐桥中K+向负极移动
D.铜极上发生的反应是:Cu2+ +2e = Cu
14.一次性碱性锌锰干电池(结构如图所示)是一种使用广泛的便携式电源,电池总反应为。下列说法不正确的是( )
A.中的化合价为
B.正极参与反应的物质为和
C.负极反应式为
D.金属外壳起到容器作用,不参与电极反应
15.下图为某二次电池充电时的工作原理示意图,该过程可实现盐溶液的淡化。下列说法正确的是( )
A.充电时,a极为电源负极
B.充电时,电解质溶液的pH值不变
C.放电时,每生成1mol Bi,消耗1.5mol Na3Ti2(PO4)3
D.放电时,负极电极反应为:Bi 3e + H2O + Cl = BiOCl + 2H+
16.如图所示,将镁片、铝片平行插入一定浓度的NaOH溶液中,用导线连成闭合回路,该装置在工作时,下列叙述中正确的是
A.镁比铝活泼,镁失去电子被氧化成Mg2+
B.铝是电池的负极,开始工作时溶液中会立即有白色沉淀生成
C.该装置的内、外电路中,均是电子的定向移动形成
D.该装置开始工作时,铝片表面的氧化膜可不必处理
17.我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s-SnLi,可提高电催化制甲酸盐的产率,同时释放电能,实验原理如图1所示,图2为使用不同催化剂时反应过程中的相对能量的变化。下列说法错误的是
A.、均为非极性分子
B.充电时,电解质溶液的pH增大
C.使用催化剂Sn或s-SnLi均能有效提高甲酸盐的选择性
D.放电时,当Zn电极质量减少6.5g时,电解质溶液增重6.5g
18.可用于电动汽车的铝一空气燃料电池, 通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是
A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为: O2+2H2O+4e- =4OH -
B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为: A1+3OH--3e- = Al(OH)3↓
C.以NaOH溶液为电解液时,电池在作过程中 电解质溶液的碱性保持不变
D.电池工作时, 电子通过外电路从正极流向负极
19.将乙烯催化氧化成乙醛的反应设计成如图所示的燃料电池,可以实现在制备乙醛的同时获得电能,其总反应为。下列有关说法错误的是
A.负极反应式为
B.b极为正极,有电子流入,发生还原反应
C.乙烯催化氧化成乙醛的反应为吸热反应
D.每有参加反应,则迁移
20.《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明制取的绿色方法,原理如图所示。已知:,。下列说法错误的是
A.该过程中主要的能量转化形式为化学能转化为电能
B.Y膜为选择性阴离子交换膜
C.每生成,理论上需消耗标准状况下
D.b极上的电极反应式为
21.已知活泼性Mg>Al,且Mg不与NaOH溶液反应,Fe遇浓HNO3会钝化。分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是
A.①②中Mg作负极,③④中Fe作负极
B.②中Mg作正极
C.③中Fe作负极
D.④中Cu作正极,电极反应式为2H++2e =H2↑
22.某种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如图所示,当该装置工作时,下列说法正确的是
A.Y为该电池的负极,发生氧化反应
B.电路中流过7.5mol电子时,共产生的体积为
C.整套装置在高温下发电效果更佳
D.X极发生的电极反应式为,周围pH减小
23.原电池的正负极不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,下列说法正确的是
A.Mg、Al、稀硫酸组成的原电池,负极的电极反应式为
B.Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池,负极的电极反应式为
C.由Fe、Cu、溶液组成的原电池,负极的电极反应式为
D.由Fe、Cu、溶液组成的原电池,负极的电极反应式为
24.向酸性甲醇燃料电池中加入硝酸,可使电池持续大电流放电,其工作原理如图所示,下列有关说法错误的是
A.电池工作时石墨极的电势高
B.放电一段时间后,石墨极区附近溶液pH升高
C.理论上两极区消耗和的质量比为3∶2
D.石墨极的电极反应式为
25.镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH
溶液,其充、放电过程按下式进行:Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2,
有关该电池的说法正确的是
A.充电时阳极反应:Ni(OH)2-e—+ OH—="=" NiOOH + H2O
B.充电过程中镉元素被氧化
C.放电时负极附近溶液的碱性不变
D.放电时电解质溶液中的OH—向正极移动
二、填空题
26.判断电池优劣的主要标准
(1)比能量: 或 所能输出电能的多少,单位是(W·h)·kg-1或(W·h)·L-1。
(2)比功率:单位质量或 所能输出功率的大小,单位是W·kg-1或W·L-1。
(3)电池可储存时间的长短。
27.根据所学知识,按要求填空。
(1)化学电池在通讯、交通及家电中有着广泛的应用。原电池是将 能转化为 能的装置。
(2)我国首创以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功,这种灯以海水为电解质溶液,靠空气中的铝不断被氧化而产生电流。试回答下列问题:
①通入空气的一极的电极反应式为 。
②电子从 (填“Al”或“空气”,下同)极流向 极。
③若将金属镁和铝设计成如图所示的原电池,镁作该原电池的 (填“正极”或“负极”),请写出该电极的电极反应式: 。
28.根据化学能和热能、电能相关的知识,请回答下列问题:
I.已知31g白磷(P4)变为31g红磷(P)时释放能量。上述变化属于 变化(填“物理”或“化学”);稳定性白磷 红磷(填“>”或“<”);
II.氢气是一种清洁能源,在我国航天工程中也有应用。
(1)已知1g氢气燃烧生成气态水放出热量121kJ,其中断裂1mol H—H键吸收436kJ,断裂1mol O=O键吸收496kJ,那么形成1mol H—O键放出热 。
(2)航天技术上使用的氢-氧燃料电池原理可以简单看作下图“氢-氧燃料电池的装置图” 则:
①a极为电池的 (填“正极”或“负极”);溶液中OH-移向 电极(填“a”或“b”)。
②放电时,b电极附近pH 。(填增大、减小或不变)。
③如把H2改为甲烷,总反应为:CH4+ 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O,则负极电极反应式为: 。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】A.该装置为原电池,把化学能转化为电能,A正确;
B.锌电极失去电子为负极,B错误;
C.阴离子向负极移动,则工作时由Cu电极向Zn电极迁移,C错误;
D.Cu电极反应式为:Cu2++2e—= Cu,质量增加,D错误;
故答案为A。
2.D
【详解】A.Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu属于氧化还原反应,能用于原电池的的设计,A错误;
B.CH4+2O2 CO2+2H2O属于氧化还原反应,能用于原电池的的设计,B错误;
C.4Al+3O2+6H2O = 4Al(OH) 3属于氧化还原反应,能用于原电池的的设计,C错误;
D.Fe2O3+6HCl= 2FeCl3+3H2O不属于氧化还原反应,不能用于原电池的的设计,D正确;
故选D。
3.A
【详解】A.使用二氧化碳超临界制冰的相变过程没有生成新物质,是物理变化,A正确;
B.高性能树脂属于有机合成高分子材料,B错误;
C.石墨烯属于无机非金属材料,C错误;
D.氢燃料车是将化学能转化为电能,利用原电池原理提供电能,D错误;
故选A。
4.C
【分析】能够形成原电池的,就有电流产生,原电池的形成条件有:①自发的氧化还原反应;②活性不同的两电极;③有电解质溶液;④形成闭合回路,据此分析。
【详解】A. 乙醇是非电解质,所以A不能形成原电池,故A错误;
B. 两电极活性相同,不能形成原电池,故B错误;
C. 可以形成锌氧气原电池,故C正确;
D. Pt是惰性电极,不能与稀硫酸反应,不能形成原电池,故D错误;
故选C。
5.C
【分析】已知燃料电池中通入燃料H2的一极为负极,发生氧化反应,电极反应为:H2-2e-=2H+,通O2的一极为正极,发生还原反应,电极反应为:4H++O2+4e-=2H2O,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,a极是负极,A错误;
B.电池工作时,化学能不可能全部转化为电能,还将转化为热能等其他形式的能量,B错误;
C.由分析可知,电池工作时,电子由负极即a极沿导线流向正极即b极,C正确;
D.由分析可知,b极的电极反应式为4H++O2+4e-=2H2O,D错误;
故答案为:C。
6.D
【详解】A.Li电极中,金属Li失去电子生成Li+发生氧化反应,Li电极为负极,故A正确;
B.该原电池中Li电极为负极,Cu电极为正极,阳离子向正极移动,故B正确;
C.Li较活泼能够和水反应,则电解质中不能有水,可以用有机电解液或离子液体电解质,故C正确;
D.该电池为快充Li电池,不是一次电池,故D错误;
故选D。
7.D
【详解】A.放电时,Zn元素化合价由0价变为+2价,Zn电极上失电子发生氧化反应,做负极,故A错误;
B.放电时,H元素化合价由+1价变为0价,所以石墨棒作正极,故B错误;
C.电流从电源的正极流向负极,即由石墨棒流向锌筒,故C错误;
D.常见锌锰干电池不能充电,所以属于一次电池,故D正确;
故选:D。
8.D
【分析】由图可知,甲图中组成原电池,锌为负极,电极反应为:Zn-2e-=Zn2+,铜为正极,电极反应为:2H++2e-=H2↑,乙图则只有Zn与稀硫酸反应,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,甲烧杯中铜片上产生气泡,而乙烧杯中铜片表面无气泡产生,A错误;
B.由分析可知,甲烧杯组成原电池,铜片是正极,乙烧杯不能组成原电池,铜片不是负极也不是负极,B错误;
C.两烧杯中的总反应式均为:Zn+2H+=Zn2++H2↑,故两烧杯中溶液的c(H+)均减小,C错误;
D.由于甲烧杯中形成原电池反应,加快反应速率,故产生气泡的速度甲比乙快,D正确;
故答案为:D。
9.A
【详解】根据题意,若甲、乙相连,甲为负极,则活泼性甲>乙;丙、丁相连,丁上有气泡逸出,则丁为正极,丙活泼性比丁强;甲、丙相连,甲上发生氧化反应,则甲活泼性比丙强;乙、丁相连,乙是电子流入的一极,则乙为正极,丁活泼性比乙强,因此四种金属的活动性顺序由大到小排列为甲>丙>丁>乙,故A符合题意。
综上所述,答案为A。
10.A
【详解】A.原电池工作时,部分化学能转化为热能,会伴随着热能变化,A正确;
B.手机、电脑中使用的锂离子电池可重复充电,属于二次电池,B错误;
C.在内电路中,阴离子由正极流向负极,电子不能在溶液中移动,C错误;
D.燃料电池工作时燃料在电池中发生氧化还原反应,由化学能转化为电能,D错误;
故选:A
11.A
【分析】镁—空气电池是原电池的工作原理,镁作负极,发生失电子的氧化反应,氧气在空气电极上得电子发生还原反应,据此结合工作原理分析解答。
【详解】A.由图可知,金属镁电极为负极,空气电极为正极,电子由负极通过外电路流向正极,A项错误;
B.电池工作时,电解质溶液中阴离子流向负极,溶液中向Mg电极方向移动,B项正确;
C.空气电极发生反应,所以电极附近的溶液pH会增大,C项正确;
D.负极镁失去电子生成镁离子,正极氧气得电子生成氢氧根离子,电池总反应为,D项正确。
答案选A。
12.C
【详解】A.制作中的走银工序是将氧化变黑的银丝嵌入铜器表面已錾刻好的花纹内,发生氧化银转化为银,铜转化为氧化铜,该过程金属键没有断裂,故A正确;
B.揉黑工序中通过揉搓,手上的汗水可提供电解质溶液,黑色的AgO和Cu发生氧化还原反应生成Ag和黑色的CuO,Cu作负极,AgO作正极,发生了原电池反应,故B正确;
C.铜的活动性比铝弱,氧化铝不能被铜还原为单质铝,因此铜不会变黑,故C错误;
D.银丝发生还原反应,氧化银转化为单质银,单质银活动性较弱,可长时间保持光亮,故D正确;
故选C。
13.C
【分析】锌铜原电池中,锌为负极,发生失去电子的氧化反应,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,铜为正极,发生得到电子的还原反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,原电池工作时,电子从负极锌沿导线流向正极铜,内电路中阳离子移向正极Cu,阴离子移向负极Zn,据此判断。
【详解】A.该原电池中,锌为负极,发生失去电子的氧化反应,故A正确;
B.该原电池中,Zn为负极、Cu为正极,工作时电子从锌片流向铜片,故B正确;
C.电路中阳离子移向正极Cu,阴离子移向负极Zn,K+向正极移动,故C错误;
D.铜为正极,发生得到电子的还原反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,故D正确;
故选C。
14.C
【详解】A.中O的化合价为,H的化合价为,故的化合价为,A正确;
B.正极反应为,故和均参与了正极反应,B正确;
C.负极反应式为,C错误;
D.金属外壳起到容器作用,不参与电极反应,D正确;
答案选C。
15.C
【分析】充电时,Bi→BiOCl,Bi的化合价升高失电子,作阳极,则a电极为正极。
【详解】A.分析可知,充电时,a极为电源正极,A说法错误;
B.充电时,Bi电极发生Bi 3e +H2O+Cl =BiOCl +2H+,电解质溶液的pH值减小,B说法错误;
C.放电时,每生成1molBi,转移3mol电子,Ti元素的化合价由+3价升至+4价,则消耗1.5mol Na3Ti2(PO4)3,C说法正确;
D.放电时,正极电极反应为BiOCl +3e +2H+=Bi+H2O+Cl ,负极为Na3Ti2(PO4)3-2e =2Na++NaTi2(PO4)3,D说法错误;
答案为C。
16.D
【详解】A.在NaOH溶液中,铝能与NaOH溶液发生氧化还原反应,在该反应中,铝失电子作原电池的负极,而镁和氢氧化钠溶液不能发生氧化还原反应,故A错误;
B.在NaOH溶液中,铝能与NaOH溶液发生氧化还原反应,在该反应中,铝失电子作原电池的负极,由于电池开始工作时,生成的铝离子的量较少,NaOH过量,此时不会有Al(OH)3白色沉淀生成,故B错误;
C.该装置外电路,是由电子的定向移动形成电流,而内电路,则是由溶液中自由移动的离子的定向移动形成电流,故C错误;
D.由于铝片表面的氧化膜也能与NaOH溶液反应,故其不必处理,故D正确;
故答案为D。
17.D
【分析】放电时,Zn失电子生成 ,Zn是负极;正极二氧化碳得电子生成HCOO-;
【详解】A.分子中只含非极性键,是非极性分子 ,是直线形分子,结构对称,为非极性分子,故A正确;
B.充电时,正反应为 ,反应生成氢氧根离子,电解质溶液的pH增大,故B正确;
C.使用催化剂Sn或s-SnLi均能降低生成甲酸的活化能,有效提高甲酸盐的选择性,故C正确;
D.放电时,负极发生反应、正极发生反应,当Zn电极质量减少6.5g时,电路中转移0.2mol电子,正极吸收0.1molCO2,电解质溶液增重6.5g+4.4g=10.9g,故D错误;
选D。
18.A
【详解】A.电解质溶液显碱性或中性,发生吸氧腐蚀,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故A正确;
B.以NaOH溶液为电解液时,Al易失电子作负极,且铝失去电子后变为铝离子,在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根,因此负极反应为:Al+4OH--3e-=AlO+2H2O,故B错误;
C.以NaOH溶液为电解液时,电池反应式为4Al+4OH-+3O2=4AlO+2H2O,氢氧根离子参加反应且生成水,所以溶液的pH降低,电解质溶液的碱性减小,故C错误;
D.放电时,电子从负极Al沿导线流向正极,故D错误;
综上所述答案为A。
19.C
【分析】由该燃料电池的总反应式可知,CH2=CH2被氧化,应为原电池的负极反应,因电解质溶液呈酸性,则负极电极方程式为CH2=CH2 2e-+H2O=CH3CHO+2H+,正极通入氧气,发生还原反应,电极方程式为O2+4H++4e-=2H2O;
【详解】A.负极上乙烯失电子和水反应生成乙醛和氢离子,故A正确;
B.燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极,正极上得电子发生还原反应,故B正确;
C.燃料电池的反应为放热反应,故C错误;
D.正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,故每有参加反应,则迁移,故D正确;
故答案选C。
20.C
【分析】
按照如图所示原电池装置制备,氢气在负极放电得到,氧气在正极放电得到,通过阳离子交换膜(X膜),通过阴离子交换膜(Y膜),二者结合生成;
【详解】
A.图示装置为原电池,主要的能量转化形式为化学能转化为电能,故A不符题意;
B.电极b产生的需要通过Y膜与电极a产生的形成,Y膜为选择性阴离子交换膜,故B不符合题意;
C.生成的的物质的量为,转移的电子为,需要,即标准状况下,故C符合题意;
D.b极上的电极反应式为,故D不符合题意;
综上,本题选C。
21.B
【详解】A.②中的氧化还原反应发生在金属铝和氢氧化钠溶液之间,失电子的是金属铝,为负极,③中金属铁在常温下遇浓硝酸钝化,发生的氧化还原反应为铜与浓硝酸的反应,Cu为负极,故A错误;
B.②中的氧化还原反应发生在金属铝和氢氧化钠溶液之间,失电子的是金属铝,为负极,Mg作为正极,故B正确;
C.③中金属铁在常温下遇浓硝酸钝化,发生的氧化还原反应为铜与浓硝酸的反应,Cu为负极,Fe作正极,故C错误;
D.④中铁发生吸氧腐蚀,Fe作负极,Cu作正极,正极上氧气得到电子,正极的电极反应式为2H2O+O2+4e-═4OH-,故D错误;
故选B。
22.D
【详解】A.Y为该电池的正极,发生还原反应,选项A错误;
B.没有注明标准状况,无法计算氮气的体积,选项B错误;
C.高温下微生物发生变性,不利于原电池反应,选项C错误;
D.X极发生的电极反应式为,氢氧根离子浓度降低,周围pH减小,选项D正确;
答案选D。
23.B
【详解】A.镁比铝活泼,且Mg与稀硫酸反应,所以镁作负极,负极反应式:Mg-2e-=Mg2+,故A错误;
B.该原电池中,Al易失电子作负极、Mg作正极,负极上Al失电子、正极上水得电子,负极上电极反应式为,故B正确;
C.铁与发生氧化还原反应生成FeCl2和Cu,所以铁是负极,电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,故C错误;
D.铁比铜活泼,所以铁是负极,电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,故D错误;
故选:B。
24.C
【详解】A.由题中图示物质中元素化合价变化可知,右侧pt为负极,右侧为正极,所以电池工作时石墨极的电势高,A正确;
B.放电一段时间后,石墨电极发生反应,电极附近溶液pH升高,B正确;
C.阳极区总反应,2CH3OH~12e-~3O2理论上两极区消耗和的物质的量之比2∶3,质量比为2∶3,C错误;
D.石墨为正极,电极反应式为,D正确;
故答案选C。
25.A
【详解】A.充电时,依据发生氧化反应,元素的化合价升高,则Ni(OH)2失去电子与氢氧根离子结合为NiOOH和水,正确;
B.充电时,Ni元素被氧化,错误;
C.放电时Cd失去电子,与氢氧根离子结合生成氢氧化镉,则负极附近的氢氧根离子减小,碱性减弱,错误;
D.放电是,相当于原电池,则阴离子向负极移动,错误;
答案选A。
26. 单位质量 单位体积 单位体积
【详解】比能量为单位质量或单位体积电池所能输出电能的多少;
比功率是单位质量或单位体积电池所能输出功率的大小。
27. 化学 电 O2+4e-+2H2O=4OH- Al 空气 正极 2H2O+2e-=H2↑+2OH-
【详解】(1)化学电池在通讯、交通及家电中有着广泛的应用。原电池是将化学能转化为电能的装置。
(2)海水为电解质溶液,靠空气中的铝不断被氧化而产生电流:
①通入空气的一极为正极,O的化合价降低,被还原,电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-。
②空气的一极为正极,Al为负极,电子从负极流向正极,即电子从Al极流向空气极。
③若将金属镁和铝设计成如图所示的原电池,由于Al能与氢氧化钠反应,故Al为负极,镁作该原电池的正极,总反应为:2Al+2H2O+2OH-= 2AlO+3H2↑,负极反应式为:Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O,正极(镁极)的电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
28. 化学 < 463kJ 负极 a 增大 CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
【详解】Ⅰ.白磷和红磷是不同的物质,则白磷变为红磷是化学变化;因白磷变为红磷释放能量,所以白磷具有的能量大于红磷具有的能量,物质的能量越低越稳定,则稳定性:白磷<红磷,故答案为化学;<;
II.(1)1g氢气的物质的量为=0.5mol,燃烧生成气态水放出热量121kJ,2H2+O22H2O,则2mol氢气燃烧生成气态水放出的热量为:121kJ×=484kJ,即2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) △H=-484kJ/mol,设形成1mol H-O键放出热量为x,反应放出的热量=新键生成释放的能量-旧键断裂吸收的能量=4x -(436kJ×2496kJ)=484kJ,解得x=463 kJ,故答案为463kJ;
(2)①原电池中电子从负极流向正极,已知图中电子从a流向b,则a为负极,b为正极;溶液中阴离子向负极移动,则溶液中OH-移向a,故答案为负极;a;
②氢氧燃料电池中氧气在正极上得电子,其电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,b电极附近溶液的碱性增强,pH增大,故答案为增大;
③如把H2改为甲烷,根据总反应CH4+2O2+2OH- =+3H2O,负极电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O,故答案为CH4-8e-+10OH-=+7H2O