化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。

\(\rm{(1)}\)下图为氢氧燃料电池的构造示意图，由此判断\(\rm{X}\)极为电池的            极，\(\rm{OH}\)\(\rm{{\,\!}^{—}}\)向            \(\rm{(}\)填“正”或“负”\(\rm{)}\)极作定向移动，\(\rm{Y}\)极的电极反应方程式为          ，电路中每转移\(\rm{0.2mol}\)电子，标准状况下正极上消耗气体的体积是         \(\rm{L}\)。

\(\rm{(2)}\)为了验证\(\rm{Fe^{3\;+}}\)与\(\rm{Cu^{2+}}\)氧化性强弱，设计一个装置，下列装置既能产生电流又能达到实验目的的是         。

\(\rm{(3)}\)铅蓄电池是常见的化学电源之一，其充电、放电的总反应是：\(\rm{2PbSO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\) \(\rm{+ 2H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{\underset{充电}{\overset{放电}{⇌}}}\)\(\rm{Pb + PbO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\) \(\rm{+ 2H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{SO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)

铅蓄电池放电时正极是         \(\rm{(}\)填物质化学式\(\rm{)}\)，该电极质量             \(\rm{(}\)填“增加”或“减少\(\rm{)}\)。若电解液体积为\(\rm{2L(}\)反应过程溶液体积变化忽略不计\(\rm{)}\)，放电过程中外电路中转移\(\rm{3mol}\)电子，则硫酸浓度由\(\rm{5mol/L}\)下降到             \(\rm{mol/L}\)。

\(\rm{NO}\)和\(\rm{CO}\)是汽车尾气的主要成分，也是生命体系中的气体信号分子。请回答下列问题：

\(\rm{I}\)已知：\(\rm{2NO(g)+2CO(g)⇌ N_{2}(g)+2CO_{2}(g)}\)     \(\rm{\triangle H=-746kJ·mol^{-1}}\)。

\(\rm{2NO(g)⇌ N_{2}(g)+O_{2}(g)}\)               \(\rm{\triangle H=-180kJ·mol^{-1}}\)。

\(\rm{(1).CO}\)燃烧热的热化学方程式为_______________________________。

\(\rm{(2).N_{2}(g)+O_{2}(g)⇌ 2NO(g)}\)的正反应的活化能___________\(\rm{(}\)填“\(\rm{ > }\)”“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)反应热。

Ⅱ\(\rm{.}\)利用“\(\rm{Na-CO_{2}}\)”电池将\(\rm{CO_{2}}\) 变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“\(\rm{Na-CO_{2}}\)”电池，以钠箔和多壁碳纳米管\(\rm{(MWCNT)}\)为电极材料，总反应为\(\rm{4Na+3CO}\)_{2\(\rm{\underset{充电}{\overset{放电}{⇌}}}\)}\(\rm{2Na_{2}CO_{3}+C}\)。放电时该电池“吸入”\(\rm{CO_{2}}\)，其工作原理如图所示：

\(\rm{(3)}\)放电时，正极的电极反应式为__________________。

\(\rm{(4)}\)若生成的\(\rm{Na_{2}CO_{3}}\)和\(\rm{C}\)全部沉积在正极表面，当转移\(\rm{0.2 mol e^{-}}\)时，正极增加的质量为_______\(\rm{g}\)。

\(\rm{(5)}\)选用高氯酸钠四甘醇二甲醚做电解液的优点是_____________________。

\(\rm{(6)}\)若以上述原电池作电源，用石墨作电极电解某金属氯化物\(\rm{(XCl_{2})}\)溶液，则与该原电池中多壁碳纳米管\(\rm{(MWCNT)}\)电极相连的是电解池的________\(\rm{(}\)填“正”、“负”、“阴”或“阳”\(\rm{)}\)极，该电极的反应式为_________________________；一段时间后，电解池的一极收集到\(\rm{448 mL}\)气体\(\rm{(}\)已换算成标准状况\(\rm{)}\)，另一极增重\(\rm{1.28 g}\)，则\(\rm{X}\)的相对原子质量为________。

 炒菜的铁锅未及时洗净\(\rm{(}\)残液中含有\(\rm{NaCl)}\)，不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。试回答：

\(\rm{(1)}\)铁锅的锈蚀应属于    _________  腐蚀，腐蚀的原因是    ________________     。

\(\rm{(2)}\)铁锅锈蚀的电极反应式为：

负极   _____________________________      ；

正极         _____________________________。

生成的新物质在空气也中会被缓慢氧化，其化学反应方程式为：_____________________________________________。

为了探究原电池的工作原理，某化学学习小组设计了如下甲、乙原电池，其装置如下图：

\(\rm{①}\)甲装置正极反应为：              ，电解质溶液\(\rm{pH}\)变化为___________\(\rm{(}\)填变大、不变或变小\(\rm{)}\)

\(\rm{②}\)乙为甲烷与氧气反应构成的燃料电池，负极为_______\(\rm{(}\)填石墨或铂\(\rm{)}\)，用电器中通过\(\rm{2mol}\)电子时，理论上要消耗甲烷_______\(\rm{g}\)。

\(\rm{③}\)通常用\(\rm{Ca/PbSO_{4}}\)热电池作为引爆导弹、核武器的工作电源，采用熔融的\(\rm{LiCl}\)、\(\rm{KCl}\)为电解质，其装置如图丙所示，该电池熔融电解质中向正极移动的离子有__________，正极的电极反应式为           。

\(\rm{(1)}\)有\(\rm{A}\)、\(\rm{B}\)、\(\rm{C}\)、\(\rm{D}\)、\(\rm{E}\)五种元素，\(\rm{A}\)元素形成的\(\rm{-2}\)价阴离子比氦的核外电子数多\(\rm{8}\)个。\(\rm{B}\)元素的一种氧化物为淡黄色固体，该固体遇到空气能生成\(\rm{A}\)的单质。\(\rm{C}\)为原子核内有\(\rm{12}\)个中子的二价金属，当 \(\rm{2.4gC}\)与足量盐酸反应时，生成标状况下的 \(\rm{H22.24L}\)。\(\rm{D}\) 的原子\(\rm{M}\)层上有\(\rm{7}\)个电子，\(\rm{E}\)与\(\rm{A}\)同周期且最外层比次外层多\(\rm{3}\)个电子。

\(\rm{①}\) \(\rm{A}\)的离子结构示意图为               ，\(\rm{E}\)的单质的结构式为________  

\(\rm{②A}\)、\(\rm{B}\)、\(\rm{C}\)、\(\rm{D}\)四种离子半径由大到小顺序                  \(\rm{(}\)用离子符号表示\(\rm{)}\)。

\(\rm{③}\)用电子式表示\(\rm{C}\)与\(\rm{D}\)形成化合物的形成过程：                              。

\(\rm{④}\)写出\(\rm{D}\)单质与\(\rm{B}\)的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式：

                                                         。

\(\rm{⑤}\)写出\(\rm{Cu}\)与\(\rm{E}\)的最高价氧化物对应水化物的稀溶液反应的离子方程式：

                                                         。

\(\rm{(2)}\)原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。

如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。

请回答下列问题：

\(\rm{①}\)若电极\(\rm{a}\)为\(\rm{Fe}\)，电极\(\rm{b}\)为\(\rm{Cu}\)，电解质溶液为硫酸铜溶液时，当电路中通过\(\rm{0.4}\)摩电子时，则正极质量增加_____\(\rm{ g}\)。         

\(\rm{②}\)若电极\(\rm{a}\)为\(\rm{Al}\)，电极\(\rm{b}\)为\(\rm{Cu}\)，电解质溶液为浓硝酸时，负极电极反应式为________      

\(\rm{③}\)若电极\(\rm{a}\)为\(\rm{Al}\)，电极\(\rm{b}\)为\(\rm{Mg}\)，电解质溶液为氢氧化钠溶液时，当反应中收集到标准状况下\(\rm{448 mL}\)气体时，消耗电极质量为_____\(\rm{ g}\)。

将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入\(\rm{500mL}\)硫酸铜溶液中构成如图\(\rm{1}\)的装置\(\rm{(}\)以下均假设反应过程中溶液体积不变\(\rm{)}\)。

\(\rm{(1)}\)铁片上的电极反应式为                           。

\(\rm{(2)}\)铜片周围溶液会出现                           的现象。

\(\rm{(3)}\)若\(\rm{2 min}\)后测得铁片和铜片之间的质量差为\(\rm{2.4g}\)，计算：

\(\rm{①}\)导线中流过的电子的物质的量为         \(\rm{mo1}\)；

\(\rm{②}\)该段时间内用硫酸铜表示的平均反应速率为     \(\rm{mol·L^{-1}·min^{-1}}\)

\(\rm{(4)}\)该装置改为如图\(\rm{2}\)所示的装置也能达到和原装置相同的作用。其中\(\rm{KCl}\)溶液起沟通两边溶液形成闭合回路的作用， 同时又能阻止反应物直接接触。则硫酸铜溶液应该注入     \(\rm{(}\)填“左侧”、“右侧”或“两侧”\(\rm{)}\)烧杯中。

\(\rm{(2)}\)其他条件不变，若将\(\rm{{CuC}l_{2}}\)溶液换为\(\rm{NH_{4}{Cl}}\)溶液，石墨电极反应式为 _____________________ ，这是由于\(\rm{NH_{4}{Cl}}\)溶液显 ______ \(\rm{(}\)填“酸性”“碱性”或“中性”\(\rm{)}\)，用离子方程式表示溶液显此性的原因 _____________________________________ ．

\(\rm{(3)}\)如图\(\rm{2}\)其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成\(\rm{n}\)型，则乙装置中石墨\(\rm{(1)}\)为 ______ 极\(\rm{(}\)填正、负、阴、阳\(\rm{)}\)，乙装置中与铜线相连石墨电极上发生的电极反应式为 ______________________________________ ．

\(\rm{NH_{3}}\)是一种重要的化工原料，也是造成水体富营养化及氮氧化物污染的重要因素之一。

\(\rm{(1)N_{2}}\)和\(\rm{H_{2}}\)以物质的量之比为\(\rm{1∶3}\)在不同温度和压强下发生反应：\(\rm{N_{2}+3H_{2}⇌ }\) \(\rm{2NH_{3}}\)，测得平衡体系中\(\rm{NH_{3}}\)的物质的量分数如上图。

\(\rm{①}\)为提高原料气的转化率，可以采取的合理措施有      \(\rm{(}\)填字母\(\rm{)}\)。

\(\rm{a.}\)采用常温条件

\(\rm{b.}\)使用适当的催化剂

\(\rm{c.}\)将原料气加压

\(\rm{d.}\)将氨液化并不断移出

\(\rm{②}\)图\(\rm{3}\)中所示的平衡体系中\(\rm{NH_{3}}\)的物质的量分数为\(\rm{0.549}\)和\(\rm{0.488}\)时，该反应的平衡常数分别为\(\rm{K_{1}}\)、\(\rm{K_{2}}\)，则\(\rm{K_{1}}\)     \(\rm{K_{2}}\)。\(\rm{(}\)填“\(\rm{ > }\)”“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\)

  \(\rm{(2)}\)氨氮是造成水体富营养化的重要因素之一，用次氯酸钠水解生成的次氯酸将水中的氨氮\(\rm{(}\)用\(\rm{NH_{3}}\)表示\(\rm{)}\)转化为氮气除去，涉及的相关反应如下：

反应\(\rm{①}\)：\(\rm{NH_{3}+HClO=NH_{2}Cl+H_{2}O}\)

反应\(\rm{②}\)：\(\rm{NH_{2}Cl+HClO=NHCl_{2}+H_{2}O}\)

反应\(\rm{③}\)：\(\rm{2NHCl_{2}+H_{2}O=N_{2}+HClO+3HCl}\)

已知在水溶液中\(\rm{NH_{2}Cl}\)较稳定，\(\rm{NHCl_{2}}\)不稳定易转化为氮气。在其他条件一定的情况下，改变\(\rm{ \dfrac{n\left(NaClO\right)}{n\left(N{H}_{3}\right)} (}\)即\(\rm{NaClO}\)溶液的投入量\(\rm{)}\)，溶液中次氯酸钠对氨氮去除率及余氯量\(\rm{(}\)溶液中\(\rm{+1}\)价氯元素的含量\(\rm{)}\)的影响如下图所示。

\(\rm{①}\)反应中氨氮去除效果最佳的 \(\rm{n}\)\(\rm{(NaClO)/}\)\(\rm{n}\)\(\rm{(NH_{3})}\)值约为     。

\(\rm{②a}\)点之前氨氮去除率较低的原因为    。

\(\rm{(3)}\)电解硝酸工业的尾气\(\rm{NO}\)可制备\(\rm{NH_{4}NO_{3}}\)，其工作原理如下图。

\(\rm{①}\)电解过程\(\rm{(}\)虚线内\(\rm{)}\)发生反应的离子方程式  为     。

\(\rm{②}\)将电解生成的\(\rm{HNO_{3}}\)全部转化为\(\rm{NH_{4}NO_{3}}\)，则通入的\(\rm{NH_{3}}\)与实际参加反应的\(\rm{NO}\)的物质的量之比至少为  。

甲醇是一种重要化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。

\(\rm{(1)}\)己知：\(\rm{CH_{3}OH(g)=HCHO(g)+H_{2}(g)}\) \(\rm{\triangle H=+84kJ·mol^{-1}}\)

\(\rm{2H_{2}(g)+O_{2}(g)=2H_{2}O(g)}\) \(\rm{\triangle H=-484 kJ·mol^{-1}}\)

工业上常以甲醇为原料制取甲醛，请写出\(\rm{CH_{3}OH(g)}\)与\(\rm{O_{2}(g)}\)反应生成\(\rm{HCHO(g)}\)和\(\rm{H_{2}O(g)}\)的热化学方程式：________。

\(\rm{(2)}\)工业上可用如下方法合成甲醇，化学方程式为\(\rm{CO(g)+2H_{2}(g)\rightleftharpoons CH_{3}OH(g)}\)，己知某些化学键的键能数据如下表：

请回答下列问题：

\(\rm{①}\)该反应的\(\rm{\triangle S}\)________\(\rm{(}\)填“\(\rm{ > }\)”或“\(\rm{ < }\)”\(\rm{)0}\)。如图中曲线\(\rm{a}\)到曲线\(\rm{b}\)的措施是________。

\(\rm{②}\)己知\(\rm{CO}\)中的\(\rm{C}\)与\(\rm{O}\)之间为三键，其键能为\(\rm{xkJ·mol^{-1}}\)，则\(\rm{x=}\)________。

\(\rm{(3)}\)由甲醇、氧气和\(\rm{NaOH}\)溶液构成的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电。

\(\rm{①}\)该电池负极的电极反应式为________。

\(\rm{②}\)若以该电池为电源，用石墨作电极电解\(\rm{200mL}\)含有如下离子的溶液。

电解一段时间后，当两极收集到相同体积\(\rm{(}\)相同条件下\(\rm{)}\)的气体时\(\rm{(}\)忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象\(\rm{)}\)阳极上收集到氧气的质量为________。

\(\rm{(4)}\)电解水蒸气和\(\rm{CO_{2}}\)产生合成气\(\rm{(H_{2}+CO)}\)。较高温度下\(\rm{(700～1000℃)}\)，在\(\rm{SOEC}\)两侧电极上施加一定的直流电压，\(\rm{H_{2}O}\)和\(\rm{CO_{2}}\)在氢电极发生还原反应产生\(\rm{O^{2-}}\)，\(\rm{O^{2-}}\)穿过致密的固体氧化物电解质层到达氧电极，在氧电极发生氧化反应得到纯\(\rm{O_{2}}\)。由上图可知\(\rm{A}\)为直流电源的________\(\rm{(}\)填“正极”或“负极”\(\rm{)}\)，请写出以\(\rm{H_{2}O}\)为原料生成\(\rm{H_{2}}\)的电极反应式：________。