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9.固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆-氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过.该电池的工作原理如图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应.下列判断正确的是(  )
A.有O2参加反应的a极为电池的负极
B.电路中每转移2mole-,则消耗H2的体积为22.4L.
C.a极对应的电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-
D.该电池的总反应式为2H2+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2H2O

分析 该电池属于固体燃料电池,以固体氧化锆-氧化钇为电解质,电池工作时,正极上氧气得电子生成阳离子,则正极上反应为O2+4e-=2O2-;负极为氢气失电子发生氧化反应,负极:2H2-4e-+2O2-═2H2O,总反应为:2H2+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2H2O.

解答 解:A、在燃料电池中,有O2参加的a极为原电池的正极,故A错误;
B、电路中每转移2mole-,消耗1mol氢气,则消耗H2的体积在标准状况下为22.4L,题目中没有说明是标准状况,所以氢气的体积无法计算,故B错误;
C、a极为正极,电极反应为:O2+4e-=2O2-,故C错误;
D、该电池的总反应式为2H2+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2H2O,故D正确.
故选D.

点评 本题考查原电池的工作原理,涉及正负极的判断,电极反应式的书写等问题,题目难度不大,注意基础知识的积累.

练习册系列答案
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19.某校化学兴趣小组探究SO2与FeCl3溶液的反应,所用装置如图所示.
(1)该小组同学预测SO2与FeCl3溶液反应的现象为溶液由棕黄色变成浅绿色,然后开始实验.
步骤①配制1mol•L-1 FeCl3溶液(未用盐酸酸化),测其pH约为1,取少量装入试管B中,加热A.
FeCl3溶液显酸性的原因是Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+.写出装置A中产生SO2的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O.
(2)当SO2通入到FeCl3溶液至饱和时,同学们观察到的现象是溶液由棕黄色变成红棕色,没有观察到丁达尔现象.将混合液放置12小时,溶液才变成浅绿色.
【查阅资料】Fe(HSO32+离子为红棕色,它可以将Fe3+还原为Fe2+.生成Fe(HSO32+离子的反应为可逆反应.
解释SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色Fe(HSO32+离子的原因:H2O+SO2?H2SO3,H2SO3?H++HSO3-,Fe3++HSO3-?Fe(HSO32+
写出溶液中Fe(HSO32+离子与Fe3+反应的离子方程式:Fe3++H2O+Fe(HSO32+═2Fe2++SO42-+3H+
(3)为了探究如何缩短红棕色变为浅绿色的时间,该小组同学进行了步骤③的实验.
步骤②往5mL 1mol•L-1 FeCl3溶液中通入SO2气体,溶液立即变为红棕色.微热3min,溶液颜色变为浅绿色.
步骤③往5mL重新配制的1mol•L-1 FeCl3溶液(用浓盐酸酸化)中通入SO2气体,溶液立即变为红棕色.几分钟后,发现溶液颜色变成浅绿色.
用铁氰化钾溶液检验步骤②和步骤③所得溶液中的Fe2+,其现象为生成蓝色沉淀.
(4)综合上述实验探究过程,可以获得的实验结论:
Ⅰ.SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色中间产物Fe(HSO32+离子;
Ⅱ.红棕色中间产物转变成浅绿色溶液是一个较慢的过程;
Ⅲ.加热、提高FeCl3溶液的酸性会缩短浅绿色出现的时间.

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