练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    精英家教网氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置．图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，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
     
    ，在导线中电子流动方向为
     
    （用a、b表示）．
    （2）负极反应式为
     
    ．
    （3）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
     
    ，反应Ⅱ中的氧化剂是
     
    ．
    ②已知LiH固体密度为 0.82g/cm3．用锂吸收 224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为
     
    ．
    ③由②生成的LiH与H2O作用放出的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
     
    ．
    分析：（1）燃料电池的工作原理属于原电池原理，是化学能转化为电能的装置，原电池中，电流从正极流向负极，电子流向和电流流向相反；
    （2）燃料电池中，通入燃料的电极是负极，通氧气的电极是正极；
    （3）①从化合价的变化的角度分析；
    ②根据反应的电极方程式计算；
    ③根据实际参加反应的氢气以及电极反应式计算．
    解答：解：（1）该题目中，氢氧燃料电池的工作原理属于原电池原理，是将化学能转化为电能的装置，在原电池中，电流从正极流向负极，而通入燃料氢气的电极是负极，通氧气的电极是正极，所以电子由a到b，故答案为：化学能转化为电能；由a到b；
    （2）燃料电池中，通入燃料氢气的电极是负极，发生失电子的氧化反应，即2H2+4OH--4e-═4H2O或H2+2OH--2e-═2H2O，
    故答案为：2H2+4OH--4e-═4H2O或H2+2OH--2e-═2H2O；
    （3）①Li从零价升至+1价，作还原剂，H2O的H从+1降至H2中的零价，作氧化剂，故答案为：Li；H2O；
    ②由反应I，当吸收10molH2时，则生成20molLiH，V=
    m
    ρ
    =
    20×7.9g
    0.82×103L
    =197.5×10-3L，
    V(LiH)
    V(H2)
    =
    197.5×10-3L
    224L
    =8.82×10-4，故答案为：8.82×10-4；
    ③20molLiH可生成20molH2，实际参加反应的H2为20mol×80%=16mol，1molH2转化成1molH2O，转移2mol电子，所以16molH2可转移32mol的电子，故答案为：32mol．
    点评：本题考查化学电源的工作原理及有关计算，题目难度较大，注意原电池电极反应式的书写以及从电子守恒的角度计算．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    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
    酸
    酸
    （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
    负
    负
    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
    ．

    查看答案和解析>>

    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
    水
    水
    ．
    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
    负
    负
    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
    ．

    查看答案和解析>>

    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

    查看答案和解析>>

    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
    负
    负
    极
    （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
    ．

    查看答案和解析>>

    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）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案