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2．燃料電池

燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率(化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能)較高。在燃料電池中，電解質(zhì)可以是固體電解質(zhì)，也可以是液體電解質(zhì)。在通常的情況下，電解質(zhì)為堿性溶液，且參與負(fù)極反應(yīng)。一般情況下，燃料電池的電池反應(yīng)與該燃料燃燒的化學(xué)反應(yīng)有時(shí)相同，有時(shí)不同。如：

①氫氧燃料電池(電解質(zhì)為KOH溶液)

負(fù)極反應(yīng)：

正極反應(yīng)：

電池反應(yīng)：

②甲烷燃料電池(電解質(zhì)KOH溶液)

負(fù)極反應(yīng)：

正極反應(yīng)：

電池反應(yīng)：

③熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，可用Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)�，空氣與CO₂的混合氣為正極助燃?xì)猓�制得�?50⁰C下工作的燃料電池。

負(fù)極反應(yīng)：

正極反應(yīng)：

電池反應(yīng)：

1．原電池和電解池

原電池的負(fù)極是電極材料較活潑的金屬，正極是電極材料較不活潑的金屬。注意：這里的“活潑或不活潑”是相對(duì)的，判斷時(shí)要與電解質(zhì)溶液聯(lián)系起來。同時(shí)，要注意的是：正極材料不一定要是金屬，有是其他材料也可以。如酸性解質(zhì)中，Mg比Al活潑，因此Mg為負(fù)極，Al為正極；而在堿性介質(zhì)中，Al比Mg活潑，因此Al為負(fù)極，Mg為正極。

電解池要注意陽極材料。若陽極材料是石墨或Pt，則為惰性電極，因此陽極反應(yīng)肯定是電解質(zhì)溶液中的陰離子遷移到陽極放電。若陽極材料為石墨和Pt以外的金屬，則該金屬一定失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。我們不必理會(huì)該金屬是排在氫元素前的金屬還是排在氫元素后的金屬。若陽極是鐵，失去電子得Fe²⁺。

注意：書寫電極反應(yīng)時(shí)，最好是正極和負(fù)極得失電子數(shù)相等。

9．水是生命之源。目前，我國人均用水量僅為世界人均用水量的30%，已被聯(lián)合國列為世界上13個(gè)最缺水的國家之一，因此，我們既要節(jié)約用水，又要對(duì)污水進(jìn)行必要的凈化處理，以防污染環(huán)境。常用的無機(jī)類凈水劑有：鐵鹽、亞鐵鹽、鋁鹽、鋅鹽。用于制造白紙的水，使用的凈水劑不能是__________，原因是__________；為解決水危機(jī)，人們急需把海水轉(zhuǎn)化為淡水，其中的一種方法是：使海水按順序通過兩種離子交換劑，其流程如圖所示�，F(xiàn)有氫型陽離子交換樹脂HR(類似于磺化煤NaR)和羥型陰離子交換樹脂ROH，A柱應(yīng)裝填__________交換樹脂，B柱應(yīng)裝填__________交換樹脂，原因是__________。

8．MgCl₂·6CH₃OH、CaCl₂·4C₂H₅OH、CaCl₂·4CH₃OH之類的化合物稱結(jié)晶醇。結(jié)晶醇易溶于水，不溶于有機(jī)溶劑。利用結(jié)晶醇的知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)在乙醚中除去混雜的少量乙醇的方法(指要求寫過程和原理)。

7．環(huán)境監(jiān)測測定水中溶解O₂的方法是：

量取a mL水樣，迅速加入MnSO₄溶液及含有NaOH的KI溶液，立即塞好塞子，震蕩使反應(yīng)均勻。開塞，迅速加入適量的硫酸，此時(shí)有I₂生成。用Na₂S₂O₃溶液(濃度為b mol/L)和I₂反應(yīng)，消耗了V mL(以淀粉為指示劑)。有關(guān)反應(yīng)方程式為：

2Mn²⁺+O₂+4OH^-2MnO(OH)₂(反應(yīng)很快)

MnO(OH)₂+2I^-+4H⁺Mn²⁺+I₂+3H₂O

I₂+2S₂O₃^2-2I^-+S₄O₆^2-

(1)水中溶解氧的量(以mg/L O₂為單位)為___________________。

(2)I₂和S₂O₃^2-反應(yīng)為淀粉指示劑，達(dá)到終點(diǎn)的顏色如何變化？

(3)加MnSO₄及含有KI的NaOH溶液后震蕩時(shí)，若塞子未塞緊(設(shè)振蕩時(shí)未濺出溶液)測定結(jié)果將比(1)高或低或和(1)相同？說明理由。

(4)開塞到加硫酸前的時(shí)間間隔很長，結(jié)果比(1)高或低或和(1)相同？說明理由。

6．請(qǐng)你用最簡單的方法證明一個(gè)雞蛋是生雞蛋還是熟雞蛋。簡述理由。

5．將50mL NaOH溶液吸收CO₂氣體，制備Na₂CO₃溶液。為了防止通入的CO₂氣體過量，生成NaHCO₃，他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟：(i)用25mL NaOH溶液吸收過量的CO₂氣體，至CO₂氣體不再溶解；(ii)小心煮沸溶液1~2分鐘；(iii)在得到的溶液中加入另一半(25mL)NaOH溶液，使溶液充分混合。

　 (1)他能否制得較純凈的Na₂CO₃？________。理由是_______________________。

　 (2)按他的設(shè)計(jì)，第(i)步實(shí)驗(yàn)裝置如下：

①　　　 裝置A使用的試劑是石灰石和鹽酸溶

液。可否使用純堿代替石灰石？________。

原因是____________________________。

　　 ②裝置B使用的試劑是___________，

作用是____________________________。

　　 ③為了便于后續(xù)實(shí)驗(yàn)的煮沸、混合等操

作，裝NaOH溶液的容器還可使用______。

(填實(shí)驗(yàn)儀器)

④有人認(rèn)為實(shí)驗(yàn)步驟(ii)、(iii)的順序?qū)φ{(diào)，　　 A　　 　　　　　B　 　　25mL NaOH溶液

即先混合，再煮沸，更合理，你認(rèn)為對(duì)嗎？_________，為什么？__________________。

4．噴泉是一種常見的自然現(xiàn)象，其產(chǎn)生原因是存在壓強(qiáng)差。

(1)(圖1)為化學(xué)教學(xué)中所用的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置。在燒瓶中充滿干燥氣體，膠頭滴管及燒杯中分別盛有液體，下列物質(zhì)組合中，不可能形成噴泉的是__________。

A．HCl和H₂O　　　　 B．O₂和H₂O

C．NH₃和H₂O　　　　 D．CO₂和NaOH溶液。

(2)某同學(xué)積極思考產(chǎn)生噴泉的其他辦法，并設(shè)計(jì)了如(圖2)所示的裝置。

①在圖2的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質(zhì)組，反應(yīng)后也可以產(chǎn)生噴泉的是__________。

A．Cu與稀鹽酸　　　　 B．NaHCO₃和NaOH溶液

C．CaCO₃與稀硫酸　　 D．NH₄HCO₃與稀鹽酸

②將圖2的錐形瓶浸入一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，于水槽中加入足量的下列物質(zhì)，同樣也產(chǎn)生了噴泉。在水槽中加入的物質(zhì)可以是__________。

A．濃硫酸　　 B．食鹽　　 C．硝酸鉀　　 D．硫酸銅。

(3)如果不用上面第(1)、(2)小題中已談到的反應(yīng)和物質(zhì)，利用右圖1或圖2儀器，請(qǐng)你另外設(shè)計(jì)一種能進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)的方法(簡要說明要使用的試劑和原理，不必說操作方法)：__________。

3．某學(xué)生作銅片和濃硝酸實(shí)驗(yàn)。他從實(shí)驗(yàn)臺(tái)上取一瓶曾啟用過的濃硝酸做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)完畢后，他又重新取一瓶未開封、避光保存的濃硝酸(分析純)作實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：開始時(shí)銅和濃硝酸幾乎不作用，較長時(shí)間后，二者才激烈反應(yīng)。他對(duì)此迷惑不解。請(qǐng)你為他做出合理的解釋，并設(shè)法驗(yàn)證你的解釋。

2．為了打擊市場上假冒含碘鹽，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一種試紙，可以方便地檢驗(yàn)市場上出售的鹽是否含碘, 簡述用試紙檢驗(yàn)的操作過程(設(shè)含碘鹽為NaCl中加入了NaIO₃)。