题目内容

11．液体燃料电池相对于气体燃料电池具有体积小，无需气体存储装置等优点．一种以肼（N2H4）为燃料的电池装置如图所示．该电池用空气中的氧气作为氧化剂，H2SO4作为电解质．下列关于该燃料电池的叙述正确的是（　　）
A．电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极
B．负极发生的电极反应式为N2H4-4e-═N2↑+4H+
C．利用该燃料电池工业上可以电解MgCl2溶液制备Mg
D．该燃料电池持续放电时，右侧电池区中因电极反应消耗H+，故c（H+）逐渐减小

分析 该燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，左侧为负极，电极反应式为：N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O，正极上氧气得电子发生还原反应，右侧为正极，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，电池总反应为：N2H4+O2=N2↑+2H2O，结合离子的移动方向、电流的方向分析解答．

解答 解：A、燃料电池中可燃物作负极，氧气作正极，故电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极，故A错误；
B、可燃物N2H4作负极发生氧化反应，故B正确； 
C、电解MgCl2溶液阴极是H+得电子而不是Mg2+得电子，故无法制得镁，应电解熔融的MgCl2制备镁，故C错误；
D、右侧电极作正极，发生反应O2+4e-+4H+═2H2O，当消耗1 mol氧气时消耗4 mol H+，因电路中通过4 mol电子，故由左侧电极区转移过来4 mol H+，故c（H+）不变，故D错误．
故选B．

点评 本题考查了燃料电池，明确正负极上发生的反应是解本题关键，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液的酸碱性书写，注意电流的方向和电子的流向相反，难度不大．

练习册系列答案
相关题目
1．一定温度下，在2L的恒容密闭容器内发生的反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示．请回答下列问题：
（1）该反应的化学方程式为2N?M．
（2）在t2时刻存在的等量关系是M、N的物质的量相等，此时反应是否达到化学平衡状态？否（填“是”或“否”）．
（3）在t3时刻v正=v逆（填“＞”、“＜”或“=”），理由是在t3时刻M、N的物质的量为定值，处于平衡状态．
2．（1）提取溴水中的溴，可采用的方法：萃取．
（2）用作发酵粉，或者用于治疗胃酸过多的物质是：小苏打（NaHCO3）．
（3）写出实验室制氯气的化学方程式：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
19．为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系，某同学通过改变浓度研究“2Fe3++2I-?2Fe2++I2”反应中Fe3+和Fe2+的相互转化．实验如下：

（1）待实验I溶液颜色不再改变时，再进行实验II，目的是使实验I的反应达到平衡状态．
（2）iii是ii的对比试验，目的是排除有ii中溶液稀释，c（Fe2+）降低造成的影响．
（3）i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe2+向Fe3+转化．用化学平衡移动原理解释原因：i中Ag+消耗I-：Ag+（aq）+I-（aq）?AgI（s），I-浓度下降，使平衡2Fe3++2I-?2Fe2++I2逆向移动；ⅱ中增大Fe2+浓度，同样平衡2Fe3++2I-?2Fe2++I2逆向移动．
（4）根据氧化还原反应的规律，该同学推测“2Fe3++2I-?2Fe2++I2”i中Fe2+向Fe3+转化的原因：外加Ag+使c（I-）降低，导致I-的还原性弱于Fe2+，用如图1装置（a、b均为石墨电极）进行实验验证．
 ①K闭合时，指针向右偏转，b作正极．
 ②当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左管滴加0.01mol/L AgNO3溶液，产生的现象证实了其推测，该现象是左侧溶液颜色褪色，有黄色沉淀生成，电流计指针向左偏转．
（5）按照（4）的原理，该同学用图2装置进行实验，证实了 ii中Fe2+向Fe3+转化的原因，
①转化原因是c（Fe2+）升高，导致Fe2+的还原性强于I-．
②与（4）实验对比，不同的操作是当指针归零后，不向左管滴加AgNO3溶液，而是向右管加入1mL1mol•L-1FeSO4溶液．
（6）实验I中，还原性：I-＞Fe2+；而实验II中，还原性：Fe2+＞I-，将（3）和（4）、（5）作对比，得出的结论是该反应为可逆的氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动．
6．某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等． 水垢会形成安全隐患，需及时清洗除去．清洗流程如下：
Ⅰ．加入NaOH和Na2CO3混合液，加热，浸泡数小时；
Ⅱ．放出洗涤废液，清水冲洗锅炉，加入稀盐酸，浸泡；
Ⅲ．向洗液中加入Na2SO3溶液；
Ⅳ．清洗达标，用NaNO2溶液钝化锅炉．
（1）用NaOH溶解二氧化硅的化学方程式是SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O．
（2）已知：20℃时溶解度/g
CaCO3CaSO4Mg（OH）2MgCO3
1.4×10-32.55×10-29×10-41.1×10-2
则步骤Ⅰ中加入Na2CO3可除去水垢中的CaSO4．
（3）在步骤Ⅱ中：
①被除掉的水垢除铁锈外，还有CaCO3、Mg（OH）2、SiO2．
②清洗过程中，溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，用离子方程式解释其原因2Fe3++Fe═3Fe2+．
（4）步骤Ⅲ中，加入Na2SO3的目的是SO32-+2Fe3++H2O=SO42-+2Fe2++2H+，将Fe3+还原成Fe2+，防止Fe3+腐蚀锅炉．（结合离子方程式用文字表达）
（5）步骤Ⅳ中，钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的Fe3O4保护膜．
①完成并配平其反应的离子方程式：

②如果有16.8g铁被钝化，则转移的电子数为4.82×1023（保留三位有效数字）．
16．某物质M具有热导率高、高温下电绝缘性好、高温下材料强度大、无毒等优异性能．经检测，M中只含有两种短周期元素．现取41g M溶于适量的NaOH溶液中恰好反应，得到无色溶液A和22.4L气体B（气体体积为标准状况下测得），该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．往反应后的溶液中逐滴加入盐酸，可观察到溶液先变浑浊后变澄清．
物质B有以下转化关系：B$\stackrel{x}{→}$C$\stackrel{x}{→}$D$\stackrel{H_{2}O}{→}$E，E是一种强酸．将C和D的混合物溶解在接近零度的水中，即可得到一种弱酸F的水溶液．请回答下列问题：
（1）物质M的化学式为AlN．
（2）无色溶液A呈碱性，其原因是AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-（用离子方程式表示）．
（3）弱酸F是一种比碳酸酸性稍强的弱酸，具有较强的氧化性，通常在室温下易分解．要制得F溶液，可以往冷冻的其钠盐浓溶液中加入或通入某种物质，下列物质不适合使用的是bd（填序号）．
a．盐酸b．二氧化碳  c．稀硫酸d．二氧化硫
（4）工业碱性废水中若含有NO2-，可用铝粉除去．已知此反应体系中检测到B气体．写出上述反应的离子方程式：2Al+NO2-+OH-+H2O=2AlO2-+NH3↑．若改用电解法将废水中NO2-转换为N2除去，N2将在阴极（填“阴极”或“阳极”）生成，电极反应式为2NO2-+6e-+4H2O=N2+8OH-．
3．牙齿洁白，人人喜欢．将漂白剂沾在牙套上，牙齿咬住牙套可使牙齿变得洁白．下列物质溶于水后所得溶液可作为牙齿漂白剂的是（　　）
A．Cl2B．HNO3C．Na2O2D．H2O2
20．下列除去杂质（括号内的是杂质）所选用的试剂合理的是（　　）
A．Al （Fe）：浓硝酸B．MgO（Al2O3）：盐酸
C．FeCl3（FeCl2）：氯水D．FeCl2（CuCl2）：氢氧化氢钠溶液
1．下列各组物质，其分子数相同的是（　　）
A．1gH2和8g O2
B．1molCO和22.4L水蒸气（一个标准大气压、100℃）
C．18g水和标况时22.4L CO2
D．3molSO2和2mol SO3

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