精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

熔融碳酸盐燃料电池的电解质为Li2CO3和Na2CO3的混合物,燃料为CO,氧化剂是含CO2的O2,在工作过程中,电解质熔融液的组成、浓度都不变。①负极反应为:______,②正极反应为:______,③工作时熔融体中的______向负极移动。

【解析】 本题是全新信息给予题,燃料电池用熔融的碳酸盐作电解质,由于思维定势,正极的反应应为溶液中的阳离子得电子,根据同主族元素性质递变,锂离子应比钠离子易得电子,所以得出正极反应:Li++e==Li,错误结论。

实际上题目给了很重要的信息,即电解质熔融液的组成和浓度都不变。电解水时,水中的氢氧根离子,在负极参加反应被消耗,而在正极反应又生成,保持其浓度不变。将其迁移到本题,在负极:一氧化碳和碳酸根离子失电子转化为二氧化碳;在正极:二氧化碳和氧气得电子转化为碳酸根离子。

本题的另一误区是,在原电池中不知阴、阳离子流向哪一极。也是由于思维定势,往往认为负极电子多,应该阳离子流向负极。实际上负极是活泼金属失电子,但电子不是停留在负极,而是由外电路很快流向正极(产生电流,释放电能),阳离子流向正极,在正极放电,生成新物质;相反阴离子将流向阴极。

【状元纠错】审题注意“电解质熔融液的组成和浓度都不变”的关键信息。

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

已知Cr(OH)3在碱性较强的溶液中将生成[Cr(OH)4]-,铬的化合物有毒,由于+6价铬的强氧化性,其毒性是+3价铬毒性的100倍.因此,必须对含铬的废水进行处理,可采用以下两种方法:
★还原法:在酸性介质中用FeSO4等将+6价铬还原成+3价铬.
具体流程如下:

有关离子完全沉淀的pH如下表:
有关离子 Fe2+ Fe3+ Cr3+
完全沉淀为对应氢氧化物的pH 9.0 3.2 5.6
(1)写出Cr2
O
2-
7
与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式
Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O

(2)还原+6价铬还可选用以下的
BD
BD
试剂(填序号).
A.明矾  B.铁屑  C.生石灰  D.亚硫酸氢钠
(3)在含铬废水中加入FeSO4,再调节pH,使Fe3+和Cr3+产生氢氧化物沉淀.则在操作②中可用于调节溶液pH的试剂为
CD
CD
(填序号).
A.Na2O2  B.Ba(OH)2  C.Ca(OH)2  D.NaOH
此时调节溶液的pH在
B
B
(填序号)范围最佳.
A.3~4  B.6~8  C.10~11  D.12~14
★电解法:将含+6价铬的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解.阳极区生成的Fe2+和Cr2
O
2-
7
发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去.
(4)写出阴极的电极反应式
2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2↑+2OH-
2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2↑+2OH-

(5)电解法中加入氯化钠的作用是
增强溶液导电性或盐析
增强溶液导电性或盐析

(6)若外接电源为熔融碳酸盐燃料电池,其工作原理示意图如图,则熔融碳酸盐燃料电池的正极反应可表示为
O2+4e-+2CO2═2CO32-
O2+4e-+2CO2═2CO32-

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

(2011?南京一模)以天然气为原料经由合成气(C0、H2)制化学品是目前天然气转化利用的主导技术路线. 以甲烷的部分氧化为基础制备甲醚(CH3OCH3)和甲醇的工业流程如下:

(1)甲烷的部分氧化反应如下:
2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g);△H=-71.2kJ?mol-1
有研究认为甲烷部分氧化的机理为:
①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g);△H1=-890.3kJ?mol-1
②CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g);△H2
③CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g);△H3=+250.3kJ?mol-1
则△H2=
+247.3kJ?mol-1
+247.3kJ?mol-1

(2)催化反应室1中合成甲醚的反应为:2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g),该反应为自发反应,则该反应的△H
0 (填“<”、“>”或“=”)
(3)催化反应室2中发生如下反应:CO(g)+2H2(g)═CH30H(g)△H<0
在容积均为VL的I、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器分别充入a mol C0和2a mol H2,三个容器的反应 温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其他条件相同情况下.实验测得反应均进行到t min 时CO 的体积分数如下图所示,此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是
;都达到化学平衡状态时,C0转化率最小的是


(4)如下图为熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图. 熔融碳酸盐燃料电池的正极反应可表示为:
O2+4e-+2CO2═2CO32-
O2+4e-+2CO2═2CO32-

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

物质X是中学化学中的常见物质,X既能与稀硫酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应。?

(1)若X为氧化物,X的化学式是         。?

(2)若X为单质,X用于焊接钢轨反应的化学方程式是。

                                                       

(3)若X与稀硫酸反应生成无色没有气味的气体A,与浓氢氧化钠溶液加热反应生成气体B。等物质的量的A和B在水溶液中反应又生成X。?

X与稀硫酸反应的离子方程式是         。?

X与足量稀氢氧化钠溶液反应的离子方程式是         。?

①在宇航器中,可以不断地将座舱内的空气通过盛有金属过氧化物(以过氧化钠为例)的容器,以除去A。反应的化学方程式是         。?

②科学家设计出新的航天飞船内的空气更新系统。其中一步是A和氢气在200~250 ℃时,镍催化作用下,生成甲烷和另一种物质。该反应的化学方程式是。        

③熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图11所示:?

熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图?

图11?

C(Ⅰ)的电极名称是     (填“正极”或“负极”)。该燃料电池的总反应化学方程式是                             

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源:2012-2013学年陕西省三原县北城中学高二第四次月考化学试卷(带解析) 题型:填空题

(8分)“神九”飞船的发射成功,标志着我国航天事业进入领先行业。
(1).燃料电池的发展和航天的需求密不可分。燃料电池不仅能量转换率高,而且以氢气和氧气为燃料的电池,电池反应生成的水还可供宇航员饮用。
①使用酸性电解质的氢氧燃料电池,负极的电极反应为                            。
②美国的阿波罗登月飞船使用的是碱性氢氧燃料电池,正极的电极反应为
O2 + 2H2O + 4e = 4OH,负极的电极反应为                             。
③下图是熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图。

已知负极的电极反应为2 H­2 – 4e+ 2CO32 ="2" H2O +2CO2
正极的电极反应为                                                  。
(2).太阳能电池也为航天飞船提供了方便的能源。在航天飞船内H2O和O2的循环中,借助太阳能电池,可以通过电解水提供O2。若有4 mol电子发生转移,则在阳极上得到气体的体积(标准状况)是         L。

查看答案和解析>>

同步练习册答案