北京市西城区2022-2023高三第一学期期末文理 数学答案

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17.(16分)按要求完成下列问题(1)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图甲所示：b有机物HS-硫氧化菌H硫酸盐e77还原菌介质S04H质子交换膜甲①HS在硫氧化菌作用下转化为SO?的电极反应式是②若维持该微生物电池中两种细菌的存在，则电池可以持续供电，原因是(2)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图乙所示，其中硫酸铅电极作为电解质的无水LC-KCI混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该无水LiC-KCI电池总反应为PbSO4+2LiC1+Ca-CaCl2+Li2SO4+Pb。钙电极①放电过程中，Li+向(填“负极”或“正极”)移动。电池壳②负极反应式为③电路中每转移0.2mol电子，理论上生成gPb。(3)氨氧燃料电池具有很大的发展潜力。氨氧燃料电池工作原理如图丙所示。乙NH,N2 OH氧气N2 OH-入口a电极b电极KOH溶液丙①a电极的电极反应式是②一段时间后，需向装置中补充KOH,请依据反应原理解释原因：【答案】(1)①HS+4H2O-8e—SO+9H+(3分)②HS、SO?浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO2放出电子(3分)(2)正极(1分)Ca+2C1--2e-CaCl2(2分)20.7(2分)(3)2NH3-6e+6OH—N2十6H2O(2分)发生反应4NH3十3O2一2N2十6H2O,有水生成，使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH(3分)【解析】(1)①酸性环境中反应物为HS,产物为SO?,利用质量守恒和电荷守恒进行配平，电极反应式为HS+4H2O-8e-SO?+9H+。②从质量守恒角度来说，HS、SO?浓度不会发生变化，只要有两种细菌存在，就会循环把有机物氧化成CO?放出电子。(2)①放电过程中，L向正极移动。②原电池的钙电极为负极，负极反应式为Ca十2C1-一2e一CaCl2。③根据方程式，电路中每转移0.2mol电子，生成0.1 mol Pb,即20.7gPb。(3)①a电极是通入NH3的电极，失去电子，发生氧化反应，所以该电极作负极，电极反应式是2NH3一6e十6OH—N2+6H2O。②一段时间后，需向装置中补充KOH,原因是发生反应4NH3十3O2一2N2十6H2O,有水生成，使得溶液逐渐变稀，为了维持碱的浓度不变，所以要补充KOH。

16.(12分)回答下列问题：(1)如图为利用氧化还原反应设计成的原电池：锌片M碳棒氯化锌氯化铁①左边烧杯中发生(填“氧化”或“还原”)反应。②右边烧杯中的电极反应式是③外电路中电子的流向是④电池总反应的离子方程式是盐桥M中装有KC溶液和琼脂，其作用是电源0210(2)采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。①a电极的名称是极。H2O2②b极的电极反应式是:a极：b极：【答案】(1)①氧化(1分)②Fe3++eFe2+(2分)③由锌片经导线流向碳棒(2■分)④2Fe3++Zn—2Fe2++Zn2+(2分)允许离子通过，起平衡电荷的作用(2分)质子交换膜(2)阳(1分)O2+2e+2H+—H2O2(2分)【解析】(1)原电池发生的总反应为Zn+2Fe3+一Zn2++2Fe2+。①左边烧杯中锌片发生失电子的氧化反应。②右边烧杯中的电极反应式为Fe3+十e一Fe2+。③电子由负极流向正极。④电池总反应为2Fe3++Zn一2Fe2++Zn2+,盐桥M中装有KCl溶液和琼脂，其作用是允许离子通过，起平衡电荷的作用。(2)①a电极，水失电子生成氧气，故为阳极。②b电极为氧气得电子生成过氧化氢，故电极反应式为O2十2e十2H+一H2O2。