题目内容

（8分）被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点．下图为氢氧燃料电池的结构示意图，

电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒．当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流．试回答下列问题：
（1） 写出氢氧燃料电池工作时正极电极反应方程式： ___________                            。
（2）如果该氢氧燃料电池每转移0.1mol电子，消耗标准状况下___________L氧气。  
（3） 若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时，负极反应式为___________________。 电池总离子反应方程式为_______________________________。

（1）2H2O＋O2＋4e－=4OH－； （2）0.56L；
（3）CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O； CH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2O

解析试题分析：（1）在氢氧燃料电池中，通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，工作时正极电极反应方程式：2H2O＋O2＋4e－=4OH－；（2）在整个闭合回路中电子转移数目相等。由于每mol的氧气反应时得到电子4mol.n(e-)=0.1mol。所以n(O2)=0.025mol.在标准状况下其体积为0.025mol.× 22.4L/mol= 0.56L；（3） 若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时，则通入甲烷的电极为负极，负极反应式为CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O；正极的电极反应式是：2H2O＋O2＋4e－=4OH－电池总离子反应方程式为CH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2O。
考点：考查氢氧燃料电池、甲烷燃料电池的电极反应式、总方程式及相互气体的物质的量的知识。

练习册系列答案
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下图各容器中盛有稀硫酸，能形成原电池且铁为正极的是

（8分）（1）将锌、铜用导线连接后浸入2mol/L的稀硫酸中，正极电极反应式为_________，发生       反应（填氧化或还原）；电子从     经外电路到____     （填锌或铜），溶液中H+ 向      移动（填正极或负极），放电一段时间后，正极区pH值       （填变大、变小或不变）。
（2）将铜片和铁片用导线连接后插入三氯化铁溶液中，也有电流通过电流表，负极电极反应式为_________________，总反应的离子方程式为______                     。

如图所示，U形管内盛有100mL的溶液，按要求回答下列问题：

（1）打开K2 ，合并K1，若所盛溶液为CuSO4溶液：则A为    极， A极的电极反应式为           。若所盛溶液为KCl溶液：则B极的电极反应式为       
（2）打开K1，合并K2，若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液，则：
①A电极附近可观察到的现象是                 ，Na+移向       极（填A、B）
②B电极上的电极反应式为              ，
总反应化学方程式是                   。
③反应一段时间后打开K2,若忽略溶液的体积变化和气体的溶解，B极产生气体的体积（标准状况）为11.2mL，将溶液充分混合，溶液的pH约为          。若要使电解质溶液恢复到原状态，需向U形管内加入或通入一定量的            。[ pH=-lgc(H+) ]

(8分)
如图所示，是原电池的装置图(为电流表)。请回答：

（1）若C为稀H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B电极材料为Fe且做负极，则A电极上发生的电极反应式为                    ；反应进行一段时间后溶液C的pH将      (填“升高”“降低”或“基本不变”)。
（2）若需将反应：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成如上图所示的原电池装置，则A(负极)极材料为         ，B(正极)极材料为       ，溶液C为             。
（3）若C为NaOH溶液，A电极材料为Al，B电极材料为Mg，负极上发生的电极反式为                       。

（16分）氯化亚铜（CuCl）是有机合成工业中应用较广泛的催化剂，它是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化。从酸性电镀废液（主要含Cu2+、Fe3+）中制备氯化亚铜的工艺流程如下：


请回答下列问题：
（1）电镀污泥的主要成分是          （写化学式）。
（2）铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为：
                                   。
（3）析出CuCl晶体时的最佳pH在     左右。
（4）析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，然后真空干燥、冷却，密封包装。真空干燥，密封包装的目的是                                                。  
（5）从滤液A中可回收的主要物质是                           （写化学式）。
（6）以碳棒为电极电解CuCl2溶液可得到CuCl。写出电解CuCl2溶液后的阴极上发生的反应为         

（12分）（1）右图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水（滴有酚酞）原理示意图，E口产生H2，电解食盐水的离子方程式为：                   ，溶液变红色的是：           区（填A或B）。
（2）电化腐蚀是钢铁发生腐蚀的主要原因，又可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，发生吸氧腐蚀的电极反应式：负极             正极           
（3）下图是一套电化学实验装置，图中C、D均为铂电极，U为盐桥，G是灵敏电流计

此装置中进行的反应是可逆反应，其反应方程式式为：AsO43－+2I－+H+ AsO３3－+I2+H2O，向B杯中加入适量较浓的硫酸，发现G的指针向右偏移。此时A杯中的主要实验现象是              D电极上的电极反应式为                               

某兴趣小组利用如图所示装置进行实验。

（1）断开K2、闭合K1，U形管内除电极上有气泡外，还可观察到的现象是     ；阳极电极反应式为                。当电路中转移0.001mol电子时，右侧注射器最多可以收集到气体        mL（折算为标准状况）。
（2）断开K2、闭合K1一段时间，待注射器中充有一定量的气体后，断开K1、闭合K2，此时装置内化学能转化为电能。实现能量转化的化学方程式为               ；
（3）假设实验装置不漏气，当（2）中注射器内气体全部参加反应后，U形管内的溶液理论上        （填“能”或“不能”）恢复原样。

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