题目内容

氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:

(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是由       转化为        ,在导线中电流方向为             (用a、b 表示)。
(2)正极反应式为                     ,负极发生         反应(填“氧化”或“还原”)。
(3)氢氧燃料电池的能量转化率              100%(填<、>、=)。
(4)电极表面镀铂粉的原因为                                

(12分)(1)化学能转化为电能     b→a
(2)O2+2H2O+4e=4OH   氧化
(3)<
(4)增大电极单位面积吸附H2、O2分子数,加快电极反应速率

解析试题分析:(1)该题目中,氢氧燃料电池的工作原理属于原电池原理,是将化学能转化为电能的装置,在原电池中,电流从正极流向负极,而通入燃料氢气的电极是负极,通氧气的电极是正极,所以电流从b到a,故答案为:化学能转化为电能;从b到a;
(2)燃料电池中,通入燃料氧气的电极是正极,反应式为O2+2H2O+4e=4OH,通入燃料氢气的电极是负极,通氧气的电极是正极,故答案为:负;
(3)在反应过程中会有部分能力损失,故氢氧燃料电池的能量转化率<100%;
(4)根据题目信息:“电池电极表面镀一层细小的铂粉,吸附气体的 能力强,性质稳定”,可知电极表面镀铂粉的原因为增大气体的吸附面积,保证气体充分参与电极反应,故答案为:增大气体的吸附面积,保证气体充分参与电极反应。
考点:常见化学电源的种类及其工作原理
点评:本题考查学生燃料电池中的有关知识,可以根据所学知识来回答,难度不大。

练习册系列答案
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(1)AgNO3的水溶液呈
(填“酸”、“中”、“碱”)性,原因是(用离子方程式表示):
Ag++H2O AgOH+H+
Ag++H2O AgOH+H+
;实验室在配制AgNO3的溶液时,常将AgNO3固体先溶于较浓的
硝酸
硝酸
中,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度.若用惰性电极电解AgNO3的水溶液,请写出电池反应的离子方程式
4Ag++2H2O
 通电 
.
 
4Ag+O2↑+4H+
4Ag++2H2O
 通电 
.
 
4Ag+O2↑+4H+

(2)常温下,某纯碱(Na2CO3)溶液中滴入酚酞,溶液呈红色.在分析该溶液遇酚酞呈红色原因时,甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH所至;乙同学认为是溶液中Na2CO3电离出的CO32-水解所至.请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判(包括操作、现象和结论)
向红色溶液中加入足量BaCl2溶液
向红色溶液中加入足量BaCl2溶液
如果溶液还显红色说明甲正确,红色褪去说明乙正确
如果溶液还显红色说明甲正确,红色褪去说明乙正确

(3)常温下,取pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应过程中两溶液的pH变化
如右图所示.则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是
B
B
(填“A”或“B”).设盐酸中加入的Zn质量为m1,醋酸溶液中加入的Zn质量为m2.则m1
m2
(选填“<”、“=”、“>”)
(4)钢铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一.
①钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀,该腐蚀过程中的电极反应式为:负极:
2Fe=2Fe2++4e-
2Fe=2Fe2++4e-
正极:
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-

②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率,可以采用图甲所示的方案,其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用
C
C

A.铜       B.钠
C.锌              D.石墨
③图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率,其中铁闸门应该连接在直流电源的
极.
(5)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置.如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:
①氢氧燃料电池的能量转化主要形式是
化学能转变为电能
化学能转变为电能
,在导线中电子流动方向为
a→b
a→b
(用a、b表示).
②负极反应式为
2H2+4OH-=4H2O+4e-
2H2+4OH-=4H2O+4e-

③电极表面镀铂粉的原因为
增大电极单位面积吸附H2、O2分子数,加快电极反应速率
增大电极单位面积吸附H2、O2分子数,加快电极反应速率

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