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 + 8H2O3Zn(OH)2

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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

3Zn(OH)₂ + 2Fe(OH)₃ + 4KOH，下列叙述不正确的是

A．放电时K⁺向负极移动

B．放电时负极区域的pH会增大

C．充电时锌极与外电源负极相连

D．充电时阳极反应为：Fe(OH)₃－3e^- + 5OH^-="===" FeO₄^2- + 4H₂O

答案

解析

试题分析：高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，高铁酸钾在正极得到电子。所以K⁺向正极移动，放电时正极附近生成OH-离子，碱性要增强。充电时，锌极与外电源正极相连，阳极上氢氧化铁转化成高铁酸钾，阳极反应为：Fe(OH)₃－3e^- + 5OH^-="===" FeO₄^2- + 4H₂O
点评：本题难度大，考查运用原电池、电解等基础理论解决新情景问题的能力。这类题目关键是要分析清楚电子的流向，确定电极反应式，本试题又跟能源问题相联系使试题很有吸引力。

举一反三

（15分）科学家认为，氢气是一种高效而无污染的理想能源，近20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展。
（1）为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是。（选填字母）

A．电解水	B．锌和稀硫酸反应
C．光解海水	D．分解天然气

（2）用水分解获得氢气的能量变化如右图所示，表示使用催化剂是曲线。该反应为 (放热还是吸热)反应

（3）1g的氢气完全燃烧生成液态水释放出142.9kJ的热量写出其完全燃烧的热化学方程式：。
（4）利用氢气和CO合成二甲醚的三步反应如下：
① 2H₂(g) + CO(g)

CH₃OH(g)；ΔH ＝－90.8 kJ·mol^－¹
② 2CH₃OH(g)

CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)；ΔH＝－23.5 kJ·mol^－¹
③ CO(g) + H₂O(g)

CO₂(g) + H₂(g)；ΔH＝－41.3 kJ·mol^－¹
总反应：3H₂(g) + 3CO(g)

CH₃OCH₃(g) + CO₂ (g)的ΔH＝
（5）氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图所示实验：

①氢氧燃料电池中，正极的电极反应式为                 。
②上图装置中，某一铜电极的质量减轻3.2g，则 a 极上消耗的O₂在标准状况下的体积为
         L。
（6）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N₂、H₂为电极反应物，以HCl－NH₄Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。则正极电极方程式         。

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当电解质溶液为氢氧化钾水溶液的氢氧燃料电池电解饱和碳酸钠溶液一段时间，假设电解时温度不变且用惰性电极，下列说法正确的是( 　)

A．当电池负极消耗m g气体时，电解池阳极同时有m g气体生成

B．电池的负极反应式为：O₂＋2H₂O＋4e^-=4OH^-

C．电解后c(Na₂CO₃)不变，且溶液中有晶体析出

D．燃料电池中c(KOH)不变；电解池中溶液pH变大

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钠氯化镍蓄电池是一种新型的电动汽车蓄电池，其正极MCl₂中的M代表Ni、Fe、Ca、Cr、Mn、Cu等一系列金属，其中NiCl₂的效果最好。而负极的活性物质是液态金属钠。正、负极活性物质被一种只允许Na^＋迁移的β－Al₂O₃固体电解质陶瓷管分隔，由于正极是固态多孔金属氧化物，所以还需要添加NaAlCl₄熔盐在正极处作第二电解质，在正、负极之间传导钠离子。下列有关钠氯化镍蓄电池的说法错误的是

A．电池放电时的总反应为2Na＋NiCl₂===Ni＋2NaCl

B．充电时阳极的电极反应为Na^＋＋e^－===Na

C．放电时正极的电极反应为Ni²^＋＋2e^－===Ni

D．该电池被称为绿色电池，最大原因是从废弃电池中可以方便地回收较纯的镍，其他产物对环境没有影响

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下图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池说法中错误的是

A．a极是负极

B．正极的电极反应是：O₂+2H₂O+4e^-= 4OH^-

C．电子由a通过灯泡流向b

D．通入的气体Y为O₂

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请按要求回答下列问题：
（1）新出土的青铜器若保存不善，在潮湿的环境中容易生成铜绿，该腐蚀过程中的负极反应式为：_________________________。
（2）惰性电极电解饱和Na₂S溶液时，在阳极附近没有看到预期的浑浊现象，探究发现，其生成了Na₂S_x，则阳极反应式为：_____________________。当阳极产生1mol S_x^2-时，阴极产生的气体在标准状况下的体积为_________L。（用含x的代数式表示）
（3）合成氨工业中，天然气能代替煤用于生产原料气——H₂，且反应类似。请写出天然气转化为H₂的两步反应方程式：______________________________________，
___________________________________________。
（4）已知：

酸	电离常数(K_a)	酸	电离常数(K_a)
CH₃COOH	1.8×10^-5	HCN	5×10^-10
H₂CO₃	K_a1 = 4.2×10^-7	HClO	3×10^-8
H₂CO₃	K_a2 = 5.6×10^-11	HClO	3×10^-8

①上述四种酸中，酸性最强的是；
②25℃时，0.01 mol/L NaCN溶液的pH________7；
③在浓度均为0.01 mol/L的CH₃COONa、NaClO、Na₂CO₃的混合溶液中，逐滴加入0.01 mol/L HCl，则体系中酸根离子反应的先后顺序为；
④25℃时，向20mL 0.1 mol/L CH₃COOH溶液中逐滴滴加0.1mol/L NaOH溶液，体系中各种量随着NaOH溶液的加入而变化的图像正确的是_____________。

A B

C D

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