题目内容

20.以H2为燃料的新型燃料电池,电池的工作示意图所示.若此电池以KOH为电解质溶液,试回答下列问题:
(1)a电极上反应的离子方程式为:2H2+4OH--4e-=4H2O;
(2)该电池的总反应方程式为:2H2+O2=2H2O;
(3)若电池工作过程中,共消耗了5.6L标准状况下的O2,不考虑内外电路中的消耗,则外电路流过电子有NA个.

分析 反应总方程式为2H2+O2=2H2O,可知反应中氢气失电子被氧化,应在负极上的反应,氧气得电子被还原,应在正极上的反应,根据得失电子及反应类型写出相应的电极反应式,结合电极方程式计算.

解答 解:(1)a通入燃料,被氧化,应为负极,电极方程式为2H2+4OH--4e-=4H2O,故答案为:2H2+4OH--4e-=4H2O;
(2)氢气与氧气反应生成水,总反应式为2H2+O2=2H2O,故答案为:2H2+O2=2H2O;
(3)正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-,共消耗了5.6L标准状况下的O2,n(O2)=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol,则转移电子1mol,个数为NA,故答案为:NA

点评 本题考查了原电池原理和电极反应式的书写,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,难度不大,要注意的是写电极反应式要结合电解质溶液,如果电解质溶液不同.

练习册系列答案
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10.草酸(H2C2O4)溶液与酸性KMnO4溶液反应时,溶液褪色总是先慢后快,某学习小组探究反应过程中使褪色加快的主要原因,过程如下:
[查阅资料]KMnO4溶液氧化H2C2O4的反应历程为:

[提出假设]
假设1:该反应为放热反应
假设2:反应生成的Mn2+对该反应有催化作用
假设3:K+对该反应有催化作用
该小组同学未提出浓度使反应速率加快的假设,原因是反应物浓度降低,反应速率减慢.
[设计、完成实验]
(1)称取6.3g草酸晶体(H2C2O4•2H2O),配制500mL0.10mol/L H2C2O4溶液.
①在上述过程中必须用到的2种定量仪器是托盘天平和500mL容量瓶.
②下列操作会使所配溶液浓度偏低的是AD(填下列选项的字母序号).
A.称取草酸晶体时,将草酸晶体放在托盘天平右盘
B.定容时俯视刻度线
C.将烧杯中溶液转移到容量瓶之前,容量瓶中有少量蒸馏水
D.摇匀后,发现溶液液面低于刻度线,立即用胶头滴管加水再定容
(2)完成探究,记录数据
实验编号 烧杯中所加试剂及用量(mL) 
  控制
  条件
溶液褪色时间(S) 
0.10mol/LH2C2O4
溶液 
等浓度
KMnO4溶液 
H20.50mol/L
稀硫酸 
 1 3020  30 20  18
 2 3020  30 20水浴控制温度65° 15
 3 30 20 30 20加入少量MnSO4固体 3.6
 4 30 20 x 20加入5mL0.10mol/LK2SO4  18
x=25时,假设2成立.
(3)由于KMnO4能氧化水中有机物等因素,为配制好稳定的KMnO4溶液,其浓度需标定.取10.00mL 0.10mol/L H2C2O4溶液于锥形瓶中,加入10mL 0.50mol/L稀硫酸,用(2)中KMnO4溶液滴定至锥形瓶中恰好呈浅紫色,且半分钟不褪色,记录数据,平行三次实验,平均消耗KMnO4溶液40.00mL,则草酸溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O.上述实验中KMnO4溶液的物质的量浓度为0.010mol/L.

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