题目内容
一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。按要求回答下列问题:
(1)通入空气的极发生的反应类型为___________(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)在电池工作过程中,O2-向_______移动,负极反应式为______________________。
(3)每有1mol丁烷参加反应,理论上消耗氧气的物质的量为_____________。
(1)还原 (2)负极;C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O (3)6.5mol
解析试题分析:(1)原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应,阴离子则向负极移动。空气在反应中得到电子,所以空气在正极通入,发生还原反应。
(2)原电池中阴离子向负极移动,所以在电池工作过程中,O2-向负极移动。负极失去电子,发生氧化反应。所以丁烷在负极通入,由于电解质是熔融态,则负极反应式为C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O。
(3)该电池的总反应式为2C4H10+13O2=8CO2+10H2O,所以每有1mol丁烷参加反应,理论上消耗氧气的物质的量为13mol÷2=6.5mol。
考点:考查燃料电池的有关判断、由于与计算
某蓄电池反应为NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2。
(1)该蓄电池充电时,发生还原反应的物质是 (填下列字母),放电时生成Fe(OH)2的质量18 g,则外电路中转移的电子数是 。
A.NiO2 | B.Fe | C.Fe(OH)2 | D.Ni(OH)2 |
(3)以该蓄电池做电源,用右图所示装置,在实验室模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是(用相关的电极反应式和离子方程式表示)。 。
(4)精炼铜时,粗铜应与直流电源的 极(填“正”或“负”)相连,精炼过程中,电解质溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大而影响进一步电解,甲同学设计如下除杂方案:
已知:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Zn(OH)2 |
开始沉淀时的pH | 2.3 | 7.5 | 5.6 | 6.2 |
完全沉淀时的pH | 3.9 | 9.7 | 6.4 | 8.0 |
则加入H2O2的目的是 ,乙同学认为应将方案中的pH调节到8,你认为此观点 (填“正确”或“不正确”),理由是 。
为了探究原电池和电解池的工作原理,某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。
I.用图甲所示装置进行第一组实验时:
(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu作电极的是 (填序号)。
A.石墨 | B.镁 | C.银 | D.铂 |
II.该小组同学用图乙所示装置进行第二组实验时发现,两极均有气体产生,且Y极溶液逐渐变成紫红色:停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料知,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息,回答下列问题:
(3)电解过程中,X极溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)
(4)电解过程中,Y极发生的电极反应为4OH?-4e?=2H2O+O2↑和 。
(5)电解进行一段时间后,若在X极收集到672mL气体,Y电极(铁电极)质量减小0.28g,则在Y极收集到气体为 mL(均已折算为标准状况时气体体积)。
(6)K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电池反应为:
2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,该电池正极发生的电极反应式为 。