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“天宫一号”的供电系统(RFC)是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池。下图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是(   )

A.当有0.1 mol电子转移时,a极产生1. 12 LH2
B.b极上发生的电极反应是:4H2O +4e=2H2↑+4OH
C.d极上发生的电极反应是:O2 +4H+ +4e=2H2O
D.c极上发生还原反应,B中的H+通过隔膜进入A
D

试题分析:依据图示知左边装置是电解池,右边装置是原电池。ab电极是电解池的电极,由电源判断a为阴极产生的气体是氢气,b为阳极产生的气体是氧气;cd电极是原电池的正负极,c是正极,d是负极;电解池中的电极反应为:b电极为阳极失电子发生氧化反应:4OH-4e=2H2O+O2↑;a电极为阴极得到电子发生还原反应:4H++4e=2H2↑;
当有0.1 mol电子转移时,a电极生成0.05mol氢气。氢气的状态不能确定,不能计算氢气的体积,A不正确;b电极为阳极失电子发生氧化反应:4OH-4e=2H2O+O2↑,B不正确;d为负极,氢气失去电子发生氧化反应:2H2-4e=4H+,C不正确;c是正极,c极上发生还原反应,B中的H+通过隔膜进入A,选项D正确,答案选D。
点评:该题以新科技、新发明为载体,主要考查原电池和电解池的工作原理,电极判断,电极反应,有利于激发学生的学习兴趣和学习化学的积极性。该题的关键是原电池中电解质溶液是酸性环境,注意电极书写。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

一定温度下的难溶电解质AmBn在水溶液中达到溶解平衡时,已知数据如表所示:
物质Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3
K/25℃8.0×10-162.2×10-204.0×10-38
完全沉淀时的pH范围≥9.6≥6.43~4
对于含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO43的溶液,下列说法合理的是(  )
A.向该混合溶液中加入少量铁粉,立即能观察到有红色固体析出
B.向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到蓝色沉淀
C.该混合溶液中c(SO42-):{c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)}>5:4
D.向该混合溶液中加入适量氯水,并调节溶液的pH为3-4,然后过滤,可得到纯净的CuSO4溶液

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池,电池结构如图所示,工作原理为Fe3+Cr2Fe2+Cr3。下列说法一定正确的是
A.充电时,阴极的电极反应式为Cr3+e=Cr2
B.电池放电时,负极的电极反应式为Fe2-e=Fe3
C.电池放电时,Cl从负极室穿过选择性透过膜移向正极室
D.放电时,电路中每流过0.1 mol电子,Fe3浓度降低0.1 mol·L1

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是(  )
A.氢氧燃料电池的负极反应式:O2 + 2H2O+ 4e- = 4OH -
B.铅蓄电池充电时,标示“+”的接线柱连电源的正极,电极反应式为:PbSO4(S)-2e - + 2H2O(l)=PbO2(S) + 4H+(aq)+ SO42-(aq)
C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu-2e- = Cu2+
D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:Fe-2e - = Fe2+

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

甲烷可制成合成气(CO、H2),再制成甲醇,代替日益供应紧张的燃油。
已知:①CH4 (g) + H2O (g)= CO (g)+3H2 (g)      △H1=+206.2kJ·mol-1
② CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2(g) △H2=-35.4 kJ·mol1
③CH­­4 (g) + 2H2O (g) =CO­2 (g) +4H2 (g)     △H3="+165.0" kJ·mol-1
(1)CH4(g)与CO2 (g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为           
(2)从原料选择和能源利用角度,比较方法①和②,为合成甲醇,用甲烷制合成气的适宜方法为           (填序号),其原因是           
(3)合成气中的H2可用于生产NH3,在进入合成塔前常用Cu(NH3)2Ac溶液来吸收其中的CO,防止合成塔中的催化剂中毒,其反应是:
Cu(NH3)2Ac + CO + NH3 [Cu(NH3)3]Ac·CO △H<0
Cu(NH3)2Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是          
(4)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置示意如右图(A、B为多孔性碳棒)。持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积VL。

① 0<V≤44.8 L时,电池总反应方程式为            ;
② 44.8 L<V≤89.6 L时,负极电极反应为            ;
③ V="67.2" L时,溶液中离子浓度大小关系为            

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池。 某种锂电池的总反应式是Li+MnO2= LiMnO2。下列说法正确的是
A.Li是负极,电极反应为Li-e-=Li+B.Li是正极,电极反应为Li+e-=Li-
C.MnO2是负极,电极反应为MnO2+e-=MnO2- D.锂电池工作过程:化学能转化为电能

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

为体现“城市让生活更美好”的主题,上海市政府承诺世博园区内交通“零排放”、园区周边交通“低排放”。2010年4月15日新能源车交车仪式在世博园举行,该车装着“绿色心脏”——质子交换膜燃料电池,其工作原理如图所示,下列叙述正确的是(  )
A.通入氧气的电极发生氧化反应
B.通入氢气的电极为正极
C.总反应式为O2+2H22H2O
D.正极的电极反应式为O2+4H+4e===2H2O

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

据报道,氢氧燃料电池公交汽车已经驶上北京街头,下列说法中,正确的是
A.电解水制取氢气是理想而经济的制氢方法
B.发展氢氧燃料电池汽车不需要安全高效的储氢技术
C.氢氧燃料电池汽车的使用可以有效减少城市空气污染
D.氢氧燃料电池是把氢气和氧气内部的热能转化为电能

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

铅蓄电池的两极分别是Pb、PbO2,电解质溶液为30%硫酸,工作时反应为:
Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O 下列结论正确的是(B  )
A.PbO2为正极,被氧化B.电池电解质溶液的密度不断减小
C.c(H+)逐渐增大D.H+向负极移动

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