题目内容
3.如图为氢氧燃料碱性电池,电极材料为疏松多孔石墨棒.根据所学知识试回答下列问题:
(1)写出氢氧燃料电池工作时正极电极反应方程式:2H2O+O2+4e-═4OH-.
(2)如果该氢氧燃料电池每转移0.1mol电子,消耗标准状况下氧气的体积为0.56.
(3)阳离子向正极极移动(填写正或负),反应一段时间后整个溶液的碱性减弱(填增强,减弱或者不变).
(4)若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时,负极反应式为CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O;电池总离子反应方程式为CH4+2O2+2OH-═CO32-+3H2O.
分析 (1)燃料电池中电子从负极流向正极,正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子;
(2)根据电极方程式中电子与氧气的关系求算;
(3)原电池中阳离子移向正极,根据总反应判断溶液酸碱性的变化;
(4)甲烷燃料电池中甲烷在负极失电子生成碳酸根离子和水,先写出负极反应式,然后写出相应的电极反应式.
解答 解:(1)氢氧燃料电池中,电解质溶液为碱,则正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子,则其电极反应式为:2H2O+O2+4e-═4OH-;
故答案为:2H2O+O2+4e-═4OH-;
(2)已知2H2O+O2+4e-═4OH-,则每转移0.1mol电子消耗的氧气为:$\frac{1}{4}$×0.1mol=0.025mol,所以V(O2)=nVm=0.025mol×22.4L/mol=0.56L;
故答案为:0.56;
(3)原电池中阳离子移向正极;燃料电池的总反应为2H2+O2=2H2O,反应后溶液体积增大,溶液的碱性减弱;
故答案为:正极;减弱;
(4)燃料电池中,负极上燃料失电子发生氧化反应,碱性条件下,甲烷在负极生成碳酸根离子,其电极反应式为:CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O;正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子;正负极上的电极反应式相加得总反应方程式,所以总反应方程式为CH4+2O2+2OH-═CO32-+3H2O.故答案为:CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O;CH4+2O2+2OH-═CO32-+3H2O.
点评 本题考查了燃料电池电极反应式及电池反应方程式的书写,燃料在负极上失电子发生氧化反应,氧化剂在正极上得电子发生还原反应,书写电极反应式时要结合电解质溶液确定生成的离子.
练习册系列答案
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14.下列叙述错误的是( )
A. | 离子键没有方向性和饱和性,而共价键有方向性和饱和性 | |
B. | 金属键的实质是金属中的“自由电子”与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用 | |
C. | 配位键在形成时,是由成键双方各提供一个电子形成共用电子 | |
D. | 三种不同的非金属元素可以形成离子化合物 |
11.下表是元素周期表的一部分,针对所给的10种元素,完成下列各小题.
(1)金属性最强的元素是钙(填元素名称);
(2)a原子结构示意图为;
(3)与a的电子层结构相同的3种简单离子的半径有小到大的顺序是Ca2+<Cl-<S2-(填离子符号);
(4)g是带来人类文明的重要元素之一,其氧化物常用于制造光导纤维(填一种高性能的现代通讯材料的名称);
(5)c、d的单质在加热条件下生成物质X,其中含有化学键的类型为离子键、共价键;该物质中阴离子与阳离子个数比1:2.
(6)写出一个由其中某种元素的最高价氧化物对应的水化物与其最低价氢化物反应生成的化合物的化学反应方程式:NH3+HNO3=NH4NO3.
主族 周期 | IA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | VA | ⅥA | ⅤⅡA | O |
2 | b | h | c | |||||
3 | d | i | g | j | e | a | ||
4 | f |
(2)a原子结构示意图为;
(3)与a的电子层结构相同的3种简单离子的半径有小到大的顺序是Ca2+<Cl-<S2-(填离子符号);
(4)g是带来人类文明的重要元素之一,其氧化物常用于制造光导纤维(填一种高性能的现代通讯材料的名称);
(5)c、d的单质在加热条件下生成物质X,其中含有化学键的类型为离子键、共价键;该物质中阴离子与阳离子个数比1:2.
(6)写出一个由其中某种元素的最高价氧化物对应的水化物与其最低价氢化物反应生成的化合物的化学反应方程式:NH3+HNO3=NH4NO3.
8.与NH${\;}_{4}^{+}$具有相同电子总数和质子总数的是( )
A. | Ne | B. | F- | C. | Na+ | D. | K+ |
12.下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
选项 | 操作 | 现象 | 结论 |
A | 将饱和FeCl3溶液滴入沸水中 | 溶液变红褐色 | 有Fe(OH)3生成 |
B | 向Na2S溶液中滴加盐酸 | 产生气泡 | Cl的非金属性比S强 |
C | 向溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液 | 产生白色沉淀 | 溶液中含有SO42- |
D | 用导线连接铜片和锌片后插进盐酸中 | 铜片上有气泡 | 铜片是原电池的正极 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |