题目内容
【题目】(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应可表示为:Cd+2NiO(OH)十2H2O2 Ni(OH)2+ Cd(OH)2,已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难于溶水但能溶于酸。正极的反应式是____________________,负极的反应式是_________________。
(2)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图: 电池工作时,外电路上电流的方向应从电极___(“填A或B”)流向用电器。内电路中,CO32-向电极_____(“填A或B”)移动,电极A上CO参与的电极反应为______________________。
(3)将两铂片插入KOH溶液中作为电极,在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池,则通入甲烷气体的电极是原电池的____极,该极的电极反应式是____________________,电池工作时的总反应的离子方程式是__________________。如果消耗甲烷160g,假设化学能完全转化为电能,则转移电子的数目为___________(用NA表示),需要消耗标准状况下氧气的体积为_______L。
【答案】 2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH- Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 B A CO-2e-+CO32-=2CO2 负 CH4+10OH――8e-=CO32-+7H2O CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O 80NA 448
【解析】(1)由电池的总反应可知,该电池放电时,镉在负极上被氧化生成氢氧化镉、氢氧化氧镍在正极上被还原生成氢氧化镍,故正极的反应式是2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-,负极的反应式是Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2。
(2)由该燃料电池原理示意图可知,燃料由电极A通入、氧气和二氧化碳由电极B通入,则A为负极、B为正极,所以,电池工作时,外电路上电流的方向应从电极B流向用电器。内电路中,CO32-向电极负极A移动,电极A上CO参与的电极反应为CO-2e-+CO32-=2CO2。
(3)将两铂片插入KOH溶液中作为电极,在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池,则通入甲烷气体的电极是原电池的负极,该极的电极反应式是CH4+10OH――8e-=CO32-+7H2O,电池工作时的总反应的离子方程式是CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O。160g甲烷的物质的量为10mol,根据负极的电极反应式可知,消耗10mol 甲烷要转移80mol电子,则转移电子的数目为80NA,需要消耗氧气的物质的量为80mol20mol,这些氧气在标准状况下的体积为20mol
22.4L/mol=448L。
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