题目内容
如图是一种航天器能量储存系统原理示意图.
在该系统中,白天利用太阳能电池(光-电转换装置)将太阳辐射能直接转换为电能,用于白天给航天设备中的用电器供电,并用装置X电解水;夜晚,装置Y中利用白天电解水而贮存的氢气、氧气在KOH溶液中发生电池反应,用于夜晚给航天设备中的用电器供电.
(1)白天,装置X中电解水的化学方程式为______.
(2)夜晚,装置Y中负极的电极反应式为______,正极的电极反应式为______.
(3)有关该系统的下列说法,正确的是______(填选项)
A.该系统中能量的最初来源是太阳能
B.装置X工作时电能完全转化为化学能
C.装置Y中的KOH的物质的量一直保持不变
D.该系统能实现物质的零排放,保护了太空环境.
在该系统中,白天利用太阳能电池(光-电转换装置)将太阳辐射能直接转换为电能,用于白天给航天设备中的用电器供电,并用装置X电解水;夜晚,装置Y中利用白天电解水而贮存的氢气、氧气在KOH溶液中发生电池反应,用于夜晚给航天设备中的用电器供电.
(1)白天,装置X中电解水的化学方程式为______.
(2)夜晚,装置Y中负极的电极反应式为______,正极的电极反应式为______.
(3)有关该系统的下列说法,正确的是______(填选项)
A.该系统中能量的最初来源是太阳能
B.装置X工作时电能完全转化为化学能
C.装置Y中的KOH的物质的量一直保持不变
D.该系统能实现物质的零排放,保护了太空环境.
(1)装置X中电解水的化学方程式为:2H2O=2H2↑+O2↑;
故答案为:2H2O=2H2↑+O2↑;
(2)在装置Y中构成燃料电池,化学能转化为电能,作用于马达实现了电能与机械能的转化,氢氧燃料电池的负极上应是H2参加反应,氢气失电子发生氧化反应电解反应为:2H2+4OH--4e-=4H2O,正极是氧气参加反应,氧气得到电子发生还原反应,电解反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-;
故答案为:2H2+4OH--4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-
(3)A.装置X和Y实际上是存储了部分太阳能电池产生的电能,太阳能电池利用光能转化为电能可直接用于工作;马达实现了电能与机械能的转化;该系统中能量的最初来源是太阳能,故A正确;
B.在装置X中,电解水生成H2、O2,实现了电能与化学能的转化;但装置X工作时电能不能完全转化为化学能,故B错误;
C.装置Y中的电极反应为:2H2+4OH--4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,依据电极反应可知过程中的KOH的物质的量一直保持不变,故C正确;
D.系统工作中是太阳能转化为电能,电能转化为化学能,过程中是水的转化反应关系应用,该系统能实现物质的零排放,保护了太空环境,故D正确;
故答案为:ACD;
故答案为:2H2O=2H2↑+O2↑;
(2)在装置Y中构成燃料电池,化学能转化为电能,作用于马达实现了电能与机械能的转化,氢氧燃料电池的负极上应是H2参加反应,氢气失电子发生氧化反应电解反应为:2H2+4OH--4e-=4H2O,正极是氧气参加反应,氧气得到电子发生还原反应,电解反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-;
故答案为:2H2+4OH--4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-
(3)A.装置X和Y实际上是存储了部分太阳能电池产生的电能,太阳能电池利用光能转化为电能可直接用于工作;马达实现了电能与机械能的转化;该系统中能量的最初来源是太阳能,故A正确;
B.在装置X中,电解水生成H2、O2,实现了电能与化学能的转化;但装置X工作时电能不能完全转化为化学能,故B错误;
C.装置Y中的电极反应为:2H2+4OH--4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,依据电极反应可知过程中的KOH的物质的量一直保持不变,故C正确;
D.系统工作中是太阳能转化为电能,电能转化为化学能,过程中是水的转化反应关系应用,该系统能实现物质的零排放,保护了太空环境,故D正确;
故答案为:ACD;
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