Question

【题目】氢氧燃料电池具有能量转化率高、无污染等特点，近年来逐渐运用于航天、汽车等领域．其工作原理是：H2和O2反应时将化学能转化为电能．
【提出问题】H2一定要在O2中燃烧才能产生电能吗？
【实验步骤】重庆一中初三某化学兴趣小组同学群策群力，据实验目的设计了如图1所示装置：

步骤1．向分液漏斗中注入一定浓度的硫酸溶液（或氢氧化钾溶液）
步骤2．闭合K1 ， 断开K2 ， 一分钟后观察三颈瓶中的现象
步骤3．闭合K2 ， 断开K1 ， 记录用电器工作时间
步骤4．将d处小风扇依次更换为小灯泡，发光二极管，重复步骤2、3
【实验分析】
步当闭合K1 ， 断开K2 ， 一分钟后，a，b处有大量气泡产生…．
（1）三颈中发生的化学反应式为 ，
该实验可得到的结论有（填序号）；
①水由氢气和氧气组成 ②水由氢氧原子构成
③水由氢氧元素组成 ④水由氢氧两个元素组成
（2）下列对分液漏斗中的现象及作用描述正确的是；
①液面下降，调节压强 ②液面下降，控制反应速率
③液面上升，调节压强 ④液面上升，控制反应速率
（3）如图2图象不符合实验事实的是（填序号）；
（4）要区分a、b处气体，最好选用的方法是 ， 若用ρ（H2）、ρ（O2）分别表示H2、O2的密度，则反应后生成物的分子中，H，O原子个数比的计算式为[用ρ（H2）、ρ（O2）来表示]．
（5）步骤3、4，闭合K2 ， 断开K1 ， 各用电器工作时间如下表：

溶液	各用电器工作时间/秒
	小风扇	2.5V小灯泡	发光二极管
Xg/L H2SO4溶液	65	55	＞480
Yg/L KOH溶液	29	10	10

比较电解H2SO4溶液、KOH溶液，哪种获得的电能更多？ ， 则XY（填“＞”、“＜”或“=”）．
（6）【实验结论】通过分析知：氢氧燃料电池（填“一定”、“不一定”或“一定不”）在点燃条件下才能放电．

Answer 1

【答案】
（1）2H2O 2H2↑+O2↑；③
（2）③
（3）A
（4）用燃着的木条；32ρ（H2）：ρ（O2）
（5）电解H2SO4溶液；＞
（6）不一定
【解析】解：（1）水在电解的过程中分解产生了氢气和氧气，故该反应的化学方程式2H2O 2H2↑+O2↑．电解水实验可得到的结论是：水是由氢、氧两种元素组成的等，故选：C．（2）因为水在电解的过程中分解产生了氢气和氧气，装置中压强变大，水被压入分液漏斗中，分液漏斗可以调节压强，故选C；（3）电解水时，a端连接电源的负极，产生氢气；b端连接电源的正极，产生氧气，且两者的体积之比大约是2：1，所以A错B对；过程中硫酸只是增强溶液的导电性，其反应前后的质量不变，故C对，由于随着水的电解，水的质量不断减小，硫酸溶液的溶质质量分数不断增大，当反应停止时硫酸质量分数不变，故D对，故选A．（4）氧气能使燃着的木条燃烧更旺，氢气能被燃着的木条点燃，区分二者的最好选用的方法是用燃着的木条；H2、O2的质量比为ρ（H2）×2：ρ（O2）×1，H2、O2的分子数之比为： ： =32ρ（H2）：ρ（O2）；反应后生成物的分子中，H、O原子个数比32ρ（H2）×2：ρ（O2）×2=32ρ（H2）：ρ（O2）；（5）由表中数据可知，电解H2SO4溶液各用电器工作时间更长，获得的电能更多，意味着电解时反应速度更快，溶液的导电性更好，所以H2SO4溶液浓度大于KOH溶液．【实验结论】闭合K2 ， 断开K1 ， 用电器就可以工作，说明氢氧燃料电池不一定在点燃条件下才能放电．
所以答案是：（1）2H2O 2H2↑+O2↑；C．（2）C；（3）A；（4）用燃着的木条；32ρ（H2）：ρ（O2）；（5）电解H2SO4溶液；＞；（6）【实验结论】不一定．
【考点精析】关于本题考查的书写化学方程式、文字表达式、电离方程式，需要了解注意：a、配平 b、条件 c、箭号才能得出正确答案．