Question

15．科学家利用碱性膜、镍和二氧化锰电极制成尿素燃料电池，只要吸入尿液，就能获得电能，并产生水、氮气和二氧化碳．一个成年人每星期所排出的尿液转化的电能，足以供一辆电动自行车行驶60千米．
（1）镍在燃料电池中能改变反应速度，但自身质量和化学性质都不发生改变，起催化作用．
（2）氮气是一种重要的化工原料，密度略小于空气，难溶于水．若要从氮气和二氧化碳混合物中分离出氮气，请选择必要的装置并按顺序连接（用字母表示）：cdabg．

（3）若电动自行车和骑车者的总重为1200牛，行驶时所受阻力为总重的0.05倍，则一个成年人每星期所排出的尿液通过尿素燃料电池转化的电能至少为1千瓦时．

Answer 1

分析 （1）理解催化剂的特性，即“一变，二不变”，改变化学反应速率，但本身的质量和化学性质在反应前后不变．关键是催化剂只改变化学反应速率，不能影响生成物的质量．
（2）根据实验目的和装置的作用解答．
（3）已知电动自行车行驶60km和电动自行车和骑车者的总重，根据行驶时所受阻力为总重的0.05倍，可求得其阻力，因为匀速行驶，所以F=f，然后利用W=Fs可求得燃料电池转化的电能．

解答 解：（1）镍在燃料电池中能改变反应速度，但自身质量和化学性质都不发生改变，符合催化剂的特点，起催化作用；
（2）要从氮气和二氧化碳混合物中分离出氮气，要先通入氢氧化钠溶液除去二氧化碳，后通入澄清的石灰水验证是否除净，后用排水取气法收集（较纯）；
（3）电动自行车行驶s=60千米=60000m，电动自行车和骑车者的总重为1200N，
则阻力f=1200N×0.05=60N，
因为匀速行驶，所以F=f=60N，
则电能W=Fs=60N×60000m=3.6×10⁶J=1kW•h．
故答案为：（1）催化；  （2）cdabg；（3）1．

点评 此题重点考查学生对催化剂的特点与催化作用的理解．掌握仪器的连接方法，学会除掉混合物气体内杂质的方法．