题目内容

近年,科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池.该电池包括两个涂覆着酶的电极,它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中.由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜,其工作原理如图所示.下列说法正确的是
A.左边为该电池的负极
B.该电池可在高温环境下使用
C.该电池负极反应为:H2-2e=2H
D.该电池正极反应为O2+4e=2O2
C

试题分析:由电池示意图可知,H2→H+,是H2被氧化的过程,通入H2的一极为原电池的负极,发生反应:H2-2e=2H+;O2→H2O,是O2被还原的过程,通入O2的一极为原电池的正极,发生反应:O2+4e+4H+=2H2O,以此解答该题。
A.左边通入O2,发生还原反应,为电池的正极,故A错误;
B.该电池包括两个涂覆着酶的电极,高温下会使酶变性,不能在高温下使用,故B错误;
C.通入H2的一极为原电池的负极,发生反应:H2-2e=2H+,故C正确;
D.通入O2的一极为原电池的正极,发生反应:O2+4e+4H+=2H2O,故D错误,答案选C。
点评:该题以新型化学电源为载体,重点考查学生对原电池原理,特别是电极名称和电极反应式书写的了解掌握情况,意在培养学生的逻辑推理能力。答题时注意把握题给信息,为解答该题的关键,做题时注意审题,能根据生成物判断电极反应并书写电极方程式。
练习册系列答案
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硫化氢(H2S)是一种有毒的可燃性气体,用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池,其总反应式为2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O。
(1)该电池工作时正极应通入           
(2)该电池的负极电极反应式为:                                          
(3)该电池工作时负极区溶液的pH        (填“升高”“不变”“降低”)
(4)有人提出K2SO3可被氧化为K2SO4,因此上述电极反应式中的K2SO3应为K2SO4,某学习小组欲将电池工作一段时间后的电解质溶液取出检验,以确定电池工作时反应的产物。实验室有下列试剂供选用,请帮助该小组完成实验方案设计。
0.01mol·L-1KMnO4酸性溶液,1mol·L-1HNO3,1mol·L-1H2SO4,1mol·L-1HCl,
0.1mol·L-1Ba(OH)2,0.1 mol·L-1 BaCl2
 
实验步骤
实验现象及相关结论

取少量电解质溶液于试管中,用pH试纸测其pH。
试纸呈深蓝色,经比对溶液的pH约为14,说明溶液中有残余的KOH。

继续加入          溶液,再加入
           溶液,振荡。
若有白色沉淀产生,则溶液中含有K2SO4
若无白色沉淀产生,则溶液中没有K2SO4

另取少量电解质溶液于试管中,先加
1 mol·L-1的H2SO4酸化,再滴入2~3滴0.01 mol·L-1KMnO4酸性溶液,振荡。
                                   
                                  
                                   
                                   
 
(5)若电池开始工作时每100mL电解质溶液含KOH56g,取电池工作一段时间后的电解质溶液20.00mL,加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤洗涤沉淀,将沉沉在空气中充分加热至恒重,测得固体质量为11.65g,计算电池工作一段时间后溶液中KOH的物质的量浓度                        。  (结果保留四位有效数字,假设溶液体积保持不变,已知:M(KOH)=56,M(BaSO4)=233,M(BaSO3)=217)

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