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(5分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:

(1)氢氧燃料电池的能量转化形式主要是______,在导线中电子流动方向为______(用a、b表示)。

(2)负极反应式为__________________。

 

【答案】

(1)由化学能转化为电能(1分) 由a到b (1分)

(2)2H2+4OH--4e- ====4H2O或 H2+2OH--2e- ====2H2O (3分)

【解析】在原电池中较活泼的金属作负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极上,所以溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。正极得到电子,发生还原反应。所以氢气在负极通入,失去电子,电极反应式为2H2+4OH--4e- ====4H2O。氧气在正极通入,得到电子,电极反应式为O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,所以电子的流动方向是从a到b。

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(1)AgNO3的水溶液呈
(填“酸”、“中”、“碱”)性,原因是(用离子方程式表示):
Ag++H2O AgOH+H+
Ag++H2O AgOH+H+
;实验室在配制AgNO3的溶液时,常将AgNO3固体先溶于较浓的
硝酸
硝酸
中,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度.若用惰性电极电解AgNO3的水溶液,请写出电池反应的离子方程式
4Ag++2H2O
 通电 
.
 
4Ag+O2↑+4H+
4Ag++2H2O
 通电 
.
 
4Ag+O2↑+4H+

(2)常温下,某纯碱(Na2CO3)溶液中滴入酚酞,溶液呈红色.在分析该溶液遇酚酞呈红色原因时,甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH所至;乙同学认为是溶液中Na2CO3电离出的CO32-水解所至.请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判(包括操作、现象和结论)
向红色溶液中加入足量BaCl2溶液
向红色溶液中加入足量BaCl2溶液
如果溶液还显红色说明甲正确,红色褪去说明乙正确
如果溶液还显红色说明甲正确,红色褪去说明乙正确

(3)常温下,取pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应过程中两溶液的pH变化
如右图所示.则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是
B
B
(填“A”或“B”).设盐酸中加入的Zn质量为m1,醋酸溶液中加入的Zn质量为m2.则m1
m2
(选填“<”、“=”、“>”)
(4)钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一.
①钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应式为:负极:
2Fe=2Fe2++4e-
2Fe=2Fe2++4e-
正极:
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-

②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用
C
C

A.铜       B.钠
C.锌              D.石墨
③图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的
极.
(5)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置.如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:
①氢氧燃料电池的能量转化主要形式是
化学能转变为电能
化学能转变为电能
,在导线中电子流动方向为
a→b
a→b
(用a、b表示).
②负极反应式为
2H2+4OH-=4H2O+4e-
2H2+4OH-=4H2O+4e-

③电极表面镀铂粉的原因为
增大电极单位面积吸附H2、O2分子数,加快电极反应速率
增大电极单位面积吸附H2、O2分子数,加快电极反应速率

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科目:高中化学 来源: 题型:

氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置.如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是
化学能转变为电能
化学能转变为电能
,在导线中电子流动方向为
由a到b
由a到b
(用a、b表示).
(2)负极反应式为
2H2+4OH--4e-=4H2O或H2+2OH--2e-=2H2O
2H2+4OH--4e-=4H2O或H2+2OH--2e-=2H2O

(3)电极表面镀铂粉的原因为
增大电极单位面积吸附H2、O2分子数?加快反应速率
增大电极单位面积吸附H2、O2分子数?加快反应速率

(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能.因此,大量安全储氢是关键技术之一.金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:
Ⅰ.2Li+H2
  △  
.
 
2LIH;
Ⅱ.LiH+H2O═LiOH+H2
①反应Ⅰ中的还原剂是
Li
Li
,反应Ⅱ中的氧化剂是

②用锂吸收224L(标准状况)H2,生成的LiH与H2O作用后放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为
32
32
mol.
(5)肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,肼作
极,其电极反应式为(生成无污染物质)
N2H4-4e-+4OH-═N2+4H2O
N2H4-4e-+4OH-═N2+4H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:

氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置,右图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定.请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是
化学能转变为电能
化学能转变为电能
,在导线中电子流动方向为(用a、b表示)
由a到b
由a到b

(2)负极的电极反应式为
2H2+4OH--4e-═4H2O或H2+2OH--2e-═2H2O
2H2+4OH--4e-═4H2O或H2+2OH--2e-═2H2O

(3)电极表面镀铂粉的原因为
增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数,加快电极反应速率
增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数,加快电极反应速率

(4)关于该电池的说法错误的是
D
D

A.氢气在负极发生氧化反应              B.供电时的总反应为:2H2+O2=2H2O
C.产物为无污染的水,属于环境友好电池  D.燃料电池的能量转化率可达100%
(5)在下图所示的装置中,能够发生原电池反应的是
BDE
BDE

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科目:高中化学 来源: 题型:

氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型 发电装置.如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,吸附气体的 能力强,性质稳定,请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化形式主要是
化学能转化为电能
化学能转化为电能
,在导线中电子流动方向为
从a到b
从a到b
(用a、b表示).
(2)通H2的为

(3)电极表面镀铂粉的原因为
增大气体的吸附面积,保证气体充分参与电极反应
增大气体的吸附面积,保证气体充分参与电极反应

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科目:高中化学 来源: 题型:

能源是人类生存和发展的重要支柱.请回答以下有关能源的问题:
(1)能源可分一级能源和二级能源等,直接从自然界获得的能源称为一级能源;需要依靠其他能量间接制取的能源称为二级能源.煤、煤气、石油、天然气、水能、风能和生物能等等多年来大量使用的能源,称为
 
能源.而电能、氢能、水煤气等都被称为
 
能源.
(2)煤、石油、天然气等能源以热的形式供给人们需要.写出煤、天然气燃烧供热时的化学反应方程式(试以它们各自的主要成分C和CH4代表):
 
 
.在质量相同时,燃料
 
对环境造成的负面影响(温室效应)小.
(3)科学家认为,氢气是一种高效而无污染的理想能源.以氢气作为燃料,4gH2的燃烧生成液态水时放出热量为571.6kJ,试写出表示H2燃烧热的热化学方程式:
 

(4)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置,其能量转化主要形式是
 
,当用KOH溶液做电解质溶液时,正极的反应式为:
 
,负极的反应式为:
 
.甲烷也可以作为燃料电池的原料,此时在负极上反应的物质是
 
(填化学式)

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