16.(2009年天津高考题)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。请回答:

(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是__________________,

在导线中电子流动方向为__________________________(用a、b表示)。

(2)负极反应式为_____________________________________________________。

(3)电极表面镀铂粉的原因为___________________________________________。

(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:

Ⅰ.2Li+H22LiH

Ⅱ.LiH+H2O===LiOH+H2

①反应Ⅰ中的还原剂是__________,反应Ⅱ中的氧化剂是____________。

②已知LiH固体密度为0.82 g/cm3,用锂吸收224 L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为________。

③由②生成的LiH与H2O作用,放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为______mol。

[解析] 本题考查电化学知识。(1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H2+O2===2H2O,其中H2从0价升至+1价,失去电子,即电子从a流向b。(2)负极为失去电子的一极,即H2失电子生成H+,由于溶液是碱性的,故电极反应式左右应各加上OH。(3)铂粉的接触面积大,可以加快反应速率。(4)Ⅰ.Li从0价升至+1价,作还原剂。Ⅱ.H2O的H从+1降至H2中的0价,作氧化剂。由反应Ⅰ,当吸收10 mol H2时,则生成20 mol LiH,Vm/ρ=20×7.9/0.82×103 L=192.68×103 L。V(LiH)/V(H2)=192.68×103 L/224 L=8.71×104。20 mol LiH可生成20 mol H2,实际参加反应的H2为20 mol×80%=16 mol,1 mol H2转化成1 mol H2O,转移2 mol电子,所以16 mol H2可转移32 mol的电子。

[答案] (1)由化学能转变为电能 由a到b

(2)H2+2OH-→2H2O+2e

(3)增大电极单位面积吸附H2、O2分子数,加快电极反应速率

(4)①Li H2O ②1/1 148或8.71×104 ③32

15.有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均使用镁片与铝片作电极,但甲同学将电极放入6 mol·L1 H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6 mol·L1NaOH溶液中,如图所示:

请回答:

(1)写出甲池中正极的电极反应式:____________________。

(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式。负极:___________________;总反应的离子方程式:____________________________。

(3)如果甲、乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属,则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”,则甲会判断出________活动性更强,而乙会判断出________活动性更强。(填写元素符号)

(4)由此实验,可得到如下哪些正确结论?________(填写字母序号)。

a.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质

b.镁的金属性不一定比铝的金属性强

c.该实验说明金属活动顺序表已过时,已没有应用价值

d.该实验说明化学研究对象复杂,反应受条件的影响较大,因此应具体问题具体分析

[解析] (1)甲中电解质溶液为稀H2SO4溶液,由于金属活泼性Mg>Al,故负极为Mg,正极为Al,正极的电极反应式:2H++2e-→H2↑。(2)乙中电解质溶液为NaOH溶液,该溶液不能与Mg反应,故Mg作正极,Al作负极,负极的电极反应式:Al+4OH-→[Al(OH)4]+3e,总反应的离子方程式为:2Al+2OH+6H2O===2[Al(OH)4]+3H2↑。(3)一般情况下,构成原电池的两极(都是金属),负极比正极活泼,所以甲会判断出Mg的活动性更强,这是正确的,乙会判断出Al的更强,这是错误的。(4)两种相同的金属在电解质溶液不同时,得出两种不同的结果,说明反应条件对反应结果的影响较大,故应选a、d。

[答案] (1)2H++2e-→H2

(2)Al+4OH-→[Al(OH)4]+3e 2Al+2OH+6H2O===2[Al(OH)4]+3H2

(3)Mg Al (4)ad

 0  7622  7630  7636  7640  7646  7648  7652  7658  7660  7666  7672  7676  7678  7682  7688  7690  7696  7700  7702  7706  7708  7712  7714  7716  7717  7718  7720  7721  7722  7724  7726  7730  7732  7736  7738  7742  7748  7750  7756  7760  7762  7766  7772  7778  7780  7786  7790  7792  7798  7802  7808  7816  447348 

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