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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载历年电化学（2001）第 12 题（11 分）设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流 是 21 世纪最富有挑战性的课题之一； 最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气, 另一电极通入汽油蒸气, 电池的固体电解质是晶 格掺杂了 Y 2O3的 ZrO2 固体,它在高温下能传导 O2-离子；回答如下 问题：12-1 以丁烷代表汽油, 这个电池放电时发生的化学反应的化学方 程式是： 2 C4H10 + 13 O2 = 8 CO2 + 10 H2O 1 分必需配平 ; 全部系数 除 2 等方程式均应按正确论； 12-2 这个电池的
2、正极发生的反应是： O2 +4e = 2 O 2 2 分O2 取其他 系数且方程式配平也给满分；负极发生的反应是： C4H10 + 13O 2 26e = 4 CO2 + 5 H2O（2 分）（系数加倍也满分；）固体电解质里的 O 2的移动方向是： 向负极移动 ；（1 分；答 向 阳极移动 或向通入汽油蒸气的电极移动 也得满分；）向外电路释放电子的电极是：蒸气的电极 也得满分）负极；（1 分；答 阳极或通入汽油12-3 人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要缘由是：燃料电池具有较高的能量利用率；（2 分）（答 内燃机能量利用率较低 也满分；用热力学其次定律说明等, 得分相
3、同；）12-4 你认为在 ZrO2 晶体里掺杂 Y 2O3 用 Y3+代替晶体里部分的 Zr4+对提高固体电解质的导电才能会起什么作用？其可能的缘由是什么？答： 为维护电荷平稳 , 晶体中的 O 2将削减 或导致 O 2缺陷从而使 O2得以在电场作用下向负极 阳极移动 ；1 分（表述不限,要点是： 掺杂晶体中的 O 2比纯 ZrO2 晶体的少；）12-6 汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生 碳（或 炭粒等）堵塞电极的气体通道；有人估量,完全防止这种副反应至少仍需10 年时间,正是新一代化学家的历史使命；1 分（2002）第 10 题（10 分）某远洋船只的船壳浸水面积为 4500 m
4、2,与锌块相连来爱护,额定电流密度为 15.0 mA/m 2,预定爱护期限 2 年,可挑选的锌块有两种,每块的质量分别为15.7 kg 和 25.9 kg,通过每块锌块的电流强度分别为0.92 A 和 1.2 A ；运算说明,为达到上述爱护船体的目的,最少各需几块锌块？用哪种锌块更合理？为什么？第一算出通过体系的总电量：2x365dx24h/dx60min/h x60s/min = 6.307 x10 0.0150 A/m 2 x 4500 m 2 = 67.5 A 7 s （1 分）（1 分）67.5 A x 6.307x107 s = 4.257x109 C 1 分其次运算总共需要多少锌：
5、电子的量为：名师归纳总结 4.257x109C/9.65 x10 4C/mol = 4.411 x10 4mol （1 分）第 1 页,共 4 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载锌量： 4.411x10 4 mol x 65.4 g/mol / 2 x10-3 kg/g = 1443 kg = 1.44 x10 3 kg （1 分）需质量为 15.7 kg/ 块的锌块数为：1.44x10 3 kg/15.7 kg/ 块 91.7 块 92 块（1 分）92 块 x 0.92 A/ 块 85 A 67.5 A , 电流强度可以达到
6、要求； （1 分）25.9 kg/ 块： 1.44x10 3kg/25.9 kg/ 块 55.6 块 56 块（1 分）56 块 x 1.2 A/块 67.2A 67.5A , 电流强度达不到要求,应当加 1 块,就57 块 x 1.2 A/ 块 68.4 A ,电流强度才能达到要求；（1 分）选用较重的锌块更合理,因其电流强度较小,理论上可以保证 较轻的锌块因其电流强度太大,不到 2 年就会消耗光； （1 分）2 年爱护期限,而用（2002）第 11 题（5 分）镅（ Am）是一种用途广泛的錒系元素；241Am 的放射性强度是镭的 3 倍,在我国各地商场里经常可见到 241Am 骨密度测定仪
7、,检测人体是否缺钙；用 241Am制作的烟雾监测元件已广泛用于我国各地建筑物的火警报警器（制作火警报警器的 1 片241Am 我国批发价仅 10 元左右）；镅在酸性水溶液里的氧化态和标准电极电势（E /V）如下,图中 2.62 是 Am 4+/Am 3+的标准电极电势,-2.07 是 Am 3+/Am 的标准电极电势,等等；一般而言,发生自发的氧化仍原反应的条件是氧化剂的标准电极电势大于仍原剂的标准电极电势；试判定金属镅溶于稀盐酸溶液后将以什么离子形状存在；简述理由；附： E H +/H 2 = 0 V; E Cl 2/Cl- = 1.36 V ；E O2/H 2O = 1.23 V ；答案：
8、 要点 1：E Am n+/Am 0, 因此 Am 可与稀盐酸反应放出氢气转化为 Am n+, n = 2,3,4;但 E Am 3+/Am 2+ 0, Am 2+一旦生成可连续与 H +反应转化为 Am 3+；或答：E Am 3+/AmE AmO 2 +/Am 4+, 因此一旦生成的 Am 4+会自发歧化为AmO 2 +和 Am 3+；（2 分）要点 3：AmO 2 +是强氧化剂,一旦生成足以将水氧化为 O2, 或将 Cl氧化为 Cl 2,转化为 Am 3+, 也不能稳固存在； 相反,AmO 2 +是弱仍原剂, 在此条件下不能被氧化为 AmO 2 2+；（1 分）要点 4：Am 3+不会发生
9、歧化（原理同上）,可稳固存在； （1 分）结论：镅溶于稀盐酸得到的稳固形状为 Am 3+；（2003）第 5 题（ 6 分）下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统；左右两侧为电解质储罐,中心为电池,电解质通过泵不断在储罐和电池间循环；电池中的左右两侧为电极,中间为离子挑选性膜, 在电池放电和充电时该膜可答应钠离子通过；为 Na2S2 和 NaBr 3,放电后,分别变为 Na2S4和 NaBr；放电前, 被膜隔开的电解质名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 电解质优秀学习资料欢迎下载电解质电解质+电电解质离子选 择性膜电_电
10、解质电解质极电解质极储罐储罐电解质泵泵电源/ 负载51 左、右储罐中的电解质分别为；左 ：NaBr3/NaBr（ 1 分；只写一种也可）52 写出电池充电时,阳极和阴极的电极反应；右 : Na 2S2/Na2S4 （1 分；只写一种也可）阳极： 3NaBr 2e- = NaBr 3 + 2Na + 1 分 阴极： Na2S4+2Na +2e-=2Na2S2 1分53 写出电池充、放电的反应方程式；2 Na2S2 + NaBr 3放电Na2S4 +3NaBr1 分充电54 指出在充电过程中钠离子通过膜的流向；Na + 的流向为从左到右； （1 分）（2004）第 11 题（ 9 分） 家蝇的雌性
11、信息素可用芥酸 在浓 NaOH 溶液中进行阳极氧化得到；来自菜籽油 与羧酸 X（摩尔比 1 : 1）家蝇雌性信息素 芥 酸11 1 写出羧酸 X 的名称和结构式以及生成上述信息素的电解反应的化学方程式；11 2 该合成反应的理论产率（摩尔分数）多大？说明理由；答案 ：名师归纳总结 11 1 丙酸 （1 分）（1 分）第 3 页,共 4 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载（5 分；芥酸或性信息素结构中的碳数错误扣 2 分,试题要求写电解反应的方程式,因此,未写 H2 扣 2 分,将 H 2 写成 2H +扣 1 分,将 Na2CO
12、3 写成 CO 2 扣 2 分；总分最低为零分,不得负分 ）11 2 芥酸和丙酸氧化脱羧形成摩尔分数相等的2 种烃基,同种烃基偶联的摩尔分数各占25%（或 1/4 或 0.25）,异种烃基偶联形成家蝇性信息素的摩尔分数占 50或 1/2 或 0.5；（2 分）（2005）第 5 题（8 分） 气态废弃物中的硫化氢可用下法转化为可利用的硫：配制一份电解质溶液,主要成分为 : K 4FeCN 6 200g/L 和 KHCO 3 60g/L ；通电电解,掌握电解池的电流密度和槽电压,通入 H 2S 气体；写出相应的反应式；34已知： FeCN 6 /FeCN 6 = 0.35 V ; KHCO 3溶液中的 H +/H 2 0.5 V ; S/S 2- 0.3 V 阳极反应： FeCN 6 4 e = FeCN 6 3（2 分）阴极反应： 2HCO 3 + 2e = 2CO3 2+ H 2（2 分）涉及硫化氢转化为硫的总反应：2FeCN 6 3 + 2CO 3 2 + H 2S = 2FeCN 6 4 + 2HCO 3 + S （4 分）名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页