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    被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点．右图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒．当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流．试回答下列问题：

    （1） 写出氢氧燃料电池工作时正极电极反应方程式：
    ___________                            。
    （2）如果该氢氧燃料电池每转移0.1mol电子，消耗标准状况下_______L氧气。    
    （3） 若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时，负极反应式为_______。 电池总离子反应方程式为___________________________。

    （1）2H2O＋O2＋4e－=4OH－ （2分）
    （2）0.56L（2分）
    （3）CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O （2分）
    CH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2O（2分）

    解析试题分析：因为氢氧燃料电池的电解质溶液为碱性，所以正极反应式为2H2O＋O2＋4e－=4OH－，且每转移1mol电子，消耗标准状况下氧气5.6L，所以转移0.1mol电子时，消耗标准状况下氧气0.56L,当以甲烷为燃料时，甲烷为负极反应物，电极反应式为CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O，正极反应式为2O2+4H2O+8e-=8OH-,两个电极反应式合并为电池的总反应CH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2O。
    考点：原电池反应方程式的书写及相关计算。

    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    （14分）工业上用某矿渣（含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2）提取铜的操作流程如下：

    已知：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O
    （1）实验操作Ⅰ的名称为________；在空气中灼烧固体混合物D时，用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有________（填仪器名称）。
    （2）滤液A中铁元素的存在形式为________（填离子符号），生成该离子的离子方程式为_______________________________________________
    ________，检验滤液A中存在该离子的试剂为________（填试剂名称）。
    （3）金属单质E与固体混合物F发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为_____________________________________________________。
    （4）常温下，等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中，由水电离出的c（OH－）前者为后者的108倍。则两种溶液的pH＝________。
    （5）①利用电解法进行粗铜精炼时，下列叙述正确的是________（填代号）。
    a．电能全部转化为化学能
    b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
    c．精铜作阴极，电解后电解液中Cu2＋浓度减小
    d．粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量无确定关系
    ②从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂，测定粗铜样品中金属铜的质量分数，涉及的主要步骤：称取一定质量的样品→______________→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量。（填缺少的操作步骤，不必描述操作过程的细节）

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    铝生产产业链由铝土矿开采、氧化铝制取、铝的冶炼和铝材加工等环节构成。请回答下列问题：
    （1）工业上采用电解氧化铝和冰晶石(Na3AlF6)熔融体的方法冶炼得到金属铝：

    2Al2O3  4Al＋3O2↑
    加入冰晶石的作用：________________________________________________。
    （2）上述工艺所得铝材中往往含有少量Fe和Si等杂质，可用电解方法进一步提纯，该电解池中阳极的电极反应式为________________，下列可作阴极材料的是__________。
    A．铝材        B．石墨        C．铅板        D．纯铝
    （3）阳极氧化能使金属表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸为电解液，铝阳极发生的电极反应式为_____________________________________________________________。
    （4）在铝阳极氧化过程中，需要不断地调整电压，理由是_________________。
    （5）下列说法正确的是__________________。
    A．阳极氧化是应用原电池原理进行金属材料表面处理的技术
    B．铝的阳极氧化可增强铝表面的绝缘性能
    C．铝的阳极氧化可提高金属铝及其合金的耐腐蚀性，但耐磨性下降
    D．铝的阳极氧化膜富有多孔性，具有很强的吸附性能，能吸附染料而呈各种颜色

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    部分难溶物的颜色和常温下的Ksp如下表所示：

     
    		Cu(OH)2
    		CuOH
    		CuCl
    		Cu2O
    颜色
    		蓝色
    		黄色
    		白色
    		砖红色
    Ksp(25 ℃)
    		1．6×10－19
    		1．0×10－14
    		1．2×10－6
    		—

    某研究性学习小组对电解食盐水进行了如下探究：
    实验Ⅰ装置如图所示，接通电源后，发现a、b电极上均有气泡产生。
    （1）电解过程中的总离子反应方程式为_________________________________________。
    （2）为了确定电源的正、负极，下列操作一定行之有效的是　　   　　。
    A．观察两极产生气体的颜色
    B．往U形管两端分别滴入数滴酚酞试液
    C．用燃着的木条靠近U形管口
    D．在U形管口置一张湿润的淀粉­KI试纸
    实验Ⅱ把上述电解装置的石墨棒换成铜棒，用直流电源进行电解，装置如图所示。

    观察到的现象如下所示：
    ①开始无明显现象，随后液面以下的铜棒表面逐渐变暗；
    ②5 min后，b极附近开始出现白色沉淀，并逐渐增多，且向a极扩散；
    ③10 min后，最靠近a极的白色沉淀开始变成红色；
    ④12 min后，b极附近的白色沉淀开始变成黄色，然后逐渐变成橙黄色；
    ⑤a极一直有大量气泡产生；
    ⑥停止电解，将U形管中悬浊液静置一段时间后，上层溶液呈无色，没有出现蓝色，下层沉淀全部显砖红色。
    （3） a极发生的电极反应方程式为________________________________________________________。
    （4） 电解5 min后，b极发生的电极反应方程式为___________________________________________。
    （5）12 min后，b极附近出现的橙黄色沉淀的成分是　　　　　，原因是___________________________________________________________________________________。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应为NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2
    （1）该蓄电池放电时，发生还原反应的物质是       （填字母，下同）。
    A．NiO2             B．Fe             C．Fe(OH)2            D．Ni(OH)2
    （2）下列有关该电池的说法中正确的是        
    A．放电时电解质溶液显强酸性
    B．放电时5.6g Fe全部转化为Fe(OH)2时，外电路中通过了0.2 mol电子
    C．充电时阳极反应为Ni(OH)2+2OH－?2e－==NiO2+2H2O
    D．充电时阴极附近溶液的碱性保持不变
    （3）用此蓄电池电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100 mL，电解池的电极均为惰性电极。当溶液中的Cu2+ 全部转化成Cu时，阳极产生的气体在标准状况下的体积为         ；将电解后的溶液加水稀释至1L，此时溶液的pH=      。
    （4）用此蓄电池进行电解，且电解池的电极均为铜电极，电解质溶液为浓碱液与NaCl溶液的混合液，电解一段时间后，同学们惊奇地发现，阳极附近不是生成蓝色沉淀，而是生成红色沉淀，查阅资料得知该红色沉淀是Cu2O。写出该阳极上的电极反应式：                                           。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：

    （1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
    ①电解池中X极上的电极反应式为                                  。在X极附近观察到的现象是                                         。
    ②Y电极上的电极反应式为                                       ，检验该电极反应产物的方法是                                                                                 。
    （2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
    ①X电极的材料是            ，电极反应式是                            。
    ②Y电极的材料是            ，电极反应式是                            。
    （说明：杂质发生的电极反应不必写出）

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    按要求填空：

    A                    B
    （1）在A图中，稀硫酸为电解质溶液，用导线连接后，铜片电极反应式        。
    （2）在B图中外接直流电源，若要在a极镀铜，加以必要的连接后，该装置叫        ，b极电极反应式                                    。
    （3）在B图中外接直流电源，若电极为惰性电极，电解质溶液是CuSO4溶液（足量），电解总反应离子方程式为                        ，阴极增重3.2 g，则阳极上放出的气体在标准状况下的体积是_____L，加入一定量的     后（填化学式），溶液能恢复至与电解前完全一致。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    （l）铝与某些金属氧化物在高温下的反应称为铝热反应，可用于冶炼高熔点金属。
    已知：4Al（s）＋3O2（g）=2Al2O3（s） ＝-2830kJ·mol-1
     =+230kJ·mol-1
     =-390kJ·mol-1
    铝与氧化铁发生铝热反应的热化学方程式是                  。
    （2）如下图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是           ；
    ②装置中Cu电极上的电极反应式为                                          。

    （3）钒（V）及其化合物广泛应用于新能源领域。全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如图所示。

    ①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为                                       。
    ②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由      色变为     色。

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    科目：高中化学 来源： 题型：问答题

    （10分）某化学兴趣小组的同学为了探究铝电极在电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下:

    编号
    		电极材料
    		电解质溶液
    		电流计指针偏转方向
    1
    		Mg、Al
    		稀盐酸
    		偏向Al
    2
    		Al、Cu
    		稀盐酸
    		偏向Cu
    3
    		Al、C(石墨)
    		稀盐酸
    		偏向石墨
    4
    		Mg、Al
    		氢氧化钠溶液
    		偏向Mg
    5
    		Al、Zn
    		浓硝酸
    		偏向Al
    试根据表中的实验现象回答下列问题:
    （1）实验1和2中Al所作的电极(正极或负极)         (填“相同”或“不相同”)。
    （2）实验3中负极反应式：　               ；总反应的离子方程式： 　                           。
    （3）实验4中铝作　　　　极，电极反应式：　                           。
    （4）解释实验5中电流计指针偏向铝的原因                            。

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