8．化学能与电能之间的相互转化与人类的生活实际密切相关，在生产、生活中有重要的应用，同时也是学生形成化学学科素养的重要组成部分。
(1)熔融状态下，钠的单质和氯化亚铁能组成可充电电池，工作原理如图Z9-12(a)所示，放电
反应原理为2Na＋FeCl2充电Fe＋2NaCl，该电池放电时，正极反应式为
________________________；充电时，________________(写物质名称)电极接电源的负极；该电池的电解质为____________。
(a) (b)
图Z9-12
(2)某同学用铜片、石墨作电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，工作原理如图(b)所示，一段时间停止通电取出电极。若在电解后的溶液中加入0.98 g氢氧化铜粉末恰好完全溶解，经测定所得溶液与电解前完全相同。请回答下列问题：
①Y电极材料是________，发生________(填“氧化”或“还原”)反应。
②电解过程中X电极上发生的电极反应式是__________________________________。 ③如在电解后的溶液中加入足量的小苏打，充分反应后产生气体在标准状况下所占的体积是____________。
9．能源的开发和利用是当前研究的重要课题。
(1)利用二氧化 (CeO2)在太阳能作用下可实现如下变废为宝的过程： 太阳能
mCeO2=====(m－x)CeO2·xCe＋xO2
900 ℃
(m－x)CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2=====mCeO2＋xH2＋xCO
上述过程的总反应是____________________________，该反应将太阳能转化为________。
(2)CO、O2和KOH溶液构成的燃料电池的负极反应式为
____________________________________，该电池反应可获得K2CO3溶液，某温度下0.5 mol·L的K2CO3溶液的pH＝12，若忽略CO3的第二级水解，则CO3＋H2O平衡常数Kb＝________________。
(3)氯碱工业是高耗能产业，下列将电解池与燃料电池相组合的工艺可以节能30%以上。
－1
2－
2－
HCO3＋OH的
－－
图Z9-13
①电解过程中发生反应的离子方程式是____________________________，阴极附近溶液的pH________(填“不变”“升高”或“下降”)。
②如果粗盐中SO4含量较高，精制过程需添加钡试剂除去SO4，该钡试剂可选用下列试剂中的________。
a．Ba(OH)2 b．Ba(NO3)2 c．BaCl2
现代工艺中更多使用BaCO3除SO4，请写出发生反应的离子方程式：__________________________________。
③图中氢氧化钠溶液的质量分数a%______b%(填“>”“＝”或“<”)，燃料电池中负极上发生的电极反应为________________________。
专题限时集训(九)B
1．B [解析] 该装置实现太阳能→电能→化学能的转换，而将电能转换为化学能属于电解池，A项错误；由图知Y极发生的是得电子的反应，人体呼出的气体中含有CO2和H2O，B项正确；由得失电子守恒原理知，X极消耗的OH总量等于Y极生成的OH总量，即电解溶液的碱性没有改变，C项错误；从电子的流向看，X电极失去电子，故X是负极，电极反应式为4OH－4e===2H2O＋O2↑，D项错误
2．B [解析] 充电时阳极反应式为Ni(OH)2＋OH－e===NiOOH＋H2O，阴极上的电极反应式为M＋H2O＋e===MH＋OH，放电时的正(负)极反应与充电时的阳(阴)极反应形式上互逆，由此易判断放电时，正极附近pH增加，A项错误，将放电时正极、负极电极反应式叠加可得B项中的总反应，B项正确；充电时，负极应与电源的负极相连，C项错误；氢元素为0价，D项错误。
3．D [解析] 因铜只有失电子才能转化为Cu2O，故铜电极是阳极并且铜失去电子转化为Cu2O，a是正极，A、C项错误；钛电极(阴极)上是氢离子放电，故左侧碱性增大，B项错误，D项正确。
4．D [解析] 储氢合金表面镀铜时镀件(即合金)作阴极，铜作阳极，H、Cu移向阴极并获得电子，A、B项正确；由总反应方程式知，阳极是HCHO失去电子被氧化成HCOO，C项正确；因气体体积只有与一定的温度、压强相对应时才有意义，故D项错误。
5．(1)4 2 1 1 2K2SO4 2KNO3 非氧化还原反应 ＋6 (2)Ag2O2＋4e＋2H2O===4OH＋2Ag 2Zn＋Ag2O2＋4KOH＋2H2O===2K2Zn(OH)4＋2Ag (3)铁 Cu－2e===Cu
－
2＋
－
－
－
＋
2＋
－
－
－
－
－
－
－
－
2－
2－
2－
[解析] (1)两种盐分别是KNO3、K2SO4，利用观察法易配平此方程式，由K2S2O8中含有一个过氧根知硫元素为＋6价，该反应没有电子的转移，也不符合四种基本反应类型的特征，故它是非氧化还原反应。(2)电极上有银生成，说明反应物是Ag2O2，Ag2O2＋ne→2Ag，依电荷守恒原理及介质是KOH知还有OH生成：Ag2O2＋ne→2Ag＋OH，由此知O2也变成了－2价氧，故n＝4，Ag2O2＋4e→2Ag＋4OH，再结合质量守恒得Ag2O2＋4e＋2H2O===2Ag＋4OH；由负极产物有K2Zn(OH)4知，KOH溶液参与化学反应：Zn＋Ag2O2＋KOH→K2Zn(OH)4＋Ag，依得失电子守恒得：2Zn＋Ag2O2＋4KOH→2K2Zn(OH)4＋2Ag，再结合质量守恒确定有H2O参与反应，由此可得到最终的结果。(3)电镀时，待镀金属铁作阴极与原电池的负极(锌)相连，铜作阳极失去电子。
6．(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.0 kJ/mol 0．5 0.25 (2)负 b
(3)4OH－4e===O2↑＋2H2O或2H2O－4e===O2↑＋4H
石墨电极表面有气泡产生，铁电极上附着一层红色物质，溶液颜色变浅 氧化铜(或碳酸铜) 4 g(或6.2 g)
[解析] (1)生成的水为1 mol，故甲烷为0.5 mol，由此可确定CO为0.25 mol。(2)CH4
在负极上失去电子，在碱性条件下碳元素转化为CO3，氢元素转化为H2O，由此可确定对应的电极反应式为b。(3)石墨电极是阳极，溶液中的OH失去电子生成H2O与O2，Cu在铁电极上得到电子析出，相应的现象为石墨上有气体生成，铁上有红色固体析出，溶液颜色变浅；当pH＝1时，溶液中n(H)＝0.1 mol，电解生成的n(H)＝0.1 mol－10mol≈0.1 mol，电解
由2CuSO4＋2H2O=====2Cu＋O2↑＋2H2SO4知，有0.05 mol硫酸铜被电解了，需要加入0.05 mol CuO或CuCO3(质量为4 g或6.2 g)才能使溶液恢复到原来的状态。
7．(1)NH3～HCl、NH3～H2S (2)H2S＋Cl2===2HCl＋S↓
(3)6NaOH＋3S===Na2SO3＋2Na2S＋3H2O
(4)O2＋2H2O＋4e===4OH 负 2Cl－2e===Cl2↑
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＋
－5
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2＋
2－
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2－－
