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【题目】质子交换膜燃料电池(简称:PEMFC),又称固体高分子电解质燃料电池,是一种以含氢燃料与空气作用产生电力与热力的燃料电池,膜极组和集电板串联组合成一个燃料电池堆。目前,尤以氢燃料电池倍受电源研究开发人员的注目。它的结构紧凑,工作温度低(只有80℃),启动迅速,功率密度高,工作寿命长。工作原理如图,下列说法正确的是

A. 可用一氧化碳代替图中氢气形成质子交换膜燃料电池

B. B极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O

C. 用该电池作为精炼铜的电源时,A极与粗铜电极相连

D. 当外电路中转移0.1mole-时,通过质子交换膜的H+数目为0.2NA

【答案】B

【解析】A、该原电池为酸性原电池,若用CO代替图中氢气,其电极反应式为CO+H2O-2e= CO2 +2H+生成的CO2可能导致原电池内部压强过大,装置不安全,所以A错误;B原电池内的H+向正极(B)移动,所以B极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,故B正确;C精炼铜时粗铜作阳极,与电源的正极(即B极)相连,所以C错误;D、由于电子所带电荷与质子所带电荷相等,电性相反,所以当外电路转移0.1mole- 时,通过质子交换膜的H+数目为0.1NA个,故D错误。本题正确答案为B。

练习册系列答案
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【题目】以黄铜矿(主要成分二硫化亚铁铜CuFeS2)为原料,用Fe2(SO4)3溶液作浸取剂提取铜,总反应的离子方程式是CuFeS2 + 4Fe3+ Cu2+ + 5Fe2+ + 2S。

(1)该反应中,Fe3+体现________性。

(2)上述总反应的原理如图所示。

负极的电极反应式是________

(3)一定温度下,控制浸取剂pH = 1,取三份相同质量黄铜矿粉末分别进行如下实验:

实验

操作

2小时后Cu2+浸出率/%

I

加入足量0.10 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液

78.2

II

加入足量0.10 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液,通入空气

90.8

III

加入足量0.10 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液,再加入少量0.0005 mol·L-1 Ag2SO4溶液

98.0

①对比实验I、II,通入空气,Cu2+浸出率提高的原因是________

②由实验III推测,在浸取Cu2+过程中Ag+作催化剂,催化原理是:

ⅰ.CuFeS2+4Ag+==Fe2++Cu2++2Ag2S

ⅱ.Ag2S+2Fe3+==2Ag++2Fe2++S

为证明该催化原理,进行如下实验:

a.取少量黄铜矿粉末,加入少量0.0005 mol·L-1 Ag2SO4溶液,充分混合后静置。取上层清液,加入稀盐酸,观察到溶液中________,证明发生反应i。

b.取少量Ag2S粉末,加入________溶液,充分混合后静置。取上层清液,加入稀盐酸,有白色沉淀,证明发生反应ii。

(4)用实验II的浸取液电解提取铜的原理如图所示:

① 电解初期,阴极没有铜析出。用电极反应式解释原因是_______________

② 将阴极室的流出液送入阳极室,可使浸取剂再生,再生的原理是 _____________________

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