题目内容

(1)写出以石墨为电极,H2、O2、Na2SO4溶液构成的燃料电池的电极反应式:负极:______;正极:______
(2)写出以石墨为电极,H2、O2、H2SO4溶液构成的燃料电池的电极反应式:负极:______;正极:______
(3)写出以石墨为电极,H2、O2、NaOH溶液构成的燃料电池的电极反应式:负极:______;正极:______.
(1)氢氧燃料电池的电解质是硫酸钠时,电池总反应式均可表示为:2H2+O2=2H2O,其负极反应为:2H2-4e-=4H+,正极反应为:O2+4e-+2H2O=4OH-,故答案为:2H2-4e-=4H+;O2+4e-+2H2O=4OH-
(2)氢氧燃料电池的电解质是酸时,电池总反应式均可表示为:2H2+O2=2H2O①,其负极反应为:2H2-4e-=4H+②,则正极反应为 ①-②,即O2+4e-+4H+=2H2O,故答案为:2H2-4e-=4H+;O2+4e-+4H+=2H2O;
(3)氢氧燃料电池的电解质是碱时,电池总反应式均可表示为:2H2+O2=2H2O①,其正极反应表示为:O2+2H2O+4e-=4OH-③,则负极反应为①-③,即2H2-4e-+4OH-=4H2O,故答案为:2H2-4e-+4OH-=4H2O; O2+4e-+2H2O=4OH-
练习册系列答案
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(2012?武汉模拟)碘酸钾是一种白色结晶粉末,无臭无味,酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用,被还原为单质碘,在碱性介质中,碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾.碘酸钾在常温下稳定,加热至560℃开始分解.工业生产碘酸钾的流程如下,在反应器中发生反应的化学方程式为:I2+KClO3+H2O→KH(IO32+KCl+Cl2(未配平)
(1)在反应器中发生的反应I2+KClO3+H2O→KH(IO32+KCl+Cl2(未配平),生成两种还原产物所得电子数目相同,请写出已配平的该反应的化学方程式:
6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO32+5KCl+3Cl2
6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO32+5KCl+3Cl2
.若有1mol I2完全反应,则该反应中转移电子的数目为
10NA
10NA
(设NA表示阿伏加德罗常数)
(2)步骤②中,用硝酸而不用HI,其原因可能是
HI具有还原性,能将已生成的碘酸氢钾还原
HI具有还原性,能将已生成的碘酸氢钾还原

(3)步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气,排出氯气的原因为
Cl2能将KIO3氧化成KIO4
Cl2能将KIO3氧化成KIO4

(4)参照下表碘酸钾的溶解度,步骤得到碘酸钾晶体,你建议的方法是
蒸发结晶
蒸发结晶

温度/℃ 0 10 20 40 60 80
KIO3g/100g水 4.60 6.27 8.08 12.6 18.3 24.8
(5)KIO3可用电解的方法制得,原理是:以石墨为阳极,以不锈钢为阴极,在一定温度和电流下电解KI溶液.总反应方程式为KI+3H2O=KIO3+3H2↑,则阳极的电极反应式为:
I-+6OH--6e-=IO3-+2H2O
I-+6OH--6e-=IO3-+2H2O
(2011?泰州一模)双氧水(过氧化氯)被称作“最清洁”的化学品,在纺织业和造纸业主要用作漂白剂,在化工合成中用作氧化剂和环氧化剂,在食品和医药工业中用作消毒剂、杀菌剂.目前,世界上过氧化氢的生产方法主要有电解法、葸醌法等.
I、电解法中成本最低的是过硫酸铵法
电解所用电槽以铂为阳极,以铅或石墨为阴极;NH4HSO4水溶液经阴极室,再作为阳极液从阳极室流出,得(NH42S2O8溶液,电解总反应式:2NH4HSO4
 电解 
.
 
(NH42S2O8+H2↑;(NH42S2O8溶液送往水解器中减压水解、蒸发,蒸出过氧化氢的水溶液,剩余溶液流到阴极室再循环使用.
(1)写出过氧化氢的电子式

(2)写出水解器中(NH42S2O8溶液的水解方程式
(NH42S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2
(NH42S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2

(3)铂价格昂贵,试分析电槽阳极用铂不用铅的原因
铅会在阳极失电子生成阳离子进入溶液,且在阳极生成的S2O82-会氧化铅
铅会在阳极失电子生成阳离子进入溶液,且在阳极生成的S2O82-会氧化铅

(4)试分析水解器中使用减压水解、蒸发的原因
为了减少双氧水的分解损失
为了减少双氧水的分解损失

Ⅱ、葸醌法是国内外大规模生产过氧化氢普遍采用的方法,生产简易流程图如下所示:

其中,触媒为催化剂,工作液为乙基葸醌与有机溶剂的混合液,主要反应方程式为:
(1)写出流程图中加“?”的操作
萃取分液
萃取分液

(2)写出流程图中再生使用物质的名称
乙基葸醌
乙基葸醌

(3)根据双氧水生产的特点,工业液中有机溶剂的选择很重要.理想的有机溶剂应满足以下要求:①对乙基葸醌和氢乙基葸醌具有良好的溶解能力:②粘度低,沸点高,难挥发,着火点高;③低毒性.请分析再写出两点要求:④
机溶剂化学稳定性好,特别是抗氢化、抗氧化和抗水解能力好
机溶剂化学稳定性好,特别是抗氢化、抗氧化和抗水解能力好
;⑤
在水和双氧水中的溶解度小,和双氧水不反应,不至于产生爆炸危险,和水的密度差大,便于分离
在水和双氧水中的溶解度小,和双氧水不反应,不至于产生爆炸危险,和水的密度差大,便于分离

阳离子交换膜能在直流电场的作用下选择性地透过电解液中的阳离子使向阴极迁移,阴离子交换膜则能在直流电场的作用下选择性地透过电解液中的阴离子使向阳极迁移。同时在电解槽(称为“电渗析器”)中使用合适型号的这两种膜(简称“阳膜”和“阴膜”),可以在直流电场的作用下进行海水的电渗析脱盐而使海水淡化。

海水中主要离子的含量平均值如下:

Cl18 980 mg·L-1,Na+:10 560 mg·L-1:2 560 mg·L-1,Mg2+:1 272 mg·L-1,Ca2+:400 mg·L-1,K+:380 mg·L-1,HCO3:142 mg·L-1

海水在电渗析器中部分变成淡水的原理,示意图如图2-21所示电渗析器中由许多对阳、阴膜围成的许多“隔室”的宽度都很窄。脱盐时,各隔室相间流动着“淡水”和“浓水”;在流动着“极水”的以石墨为电极材料的两极发生电解反应。根据需要,可将几台电渗析器串联使用。图中标写的离子符号,提供思考其在电场中的迁移方向。

图2-21

回答下列问题:

(1)分别写出海水在电渗析器中脱盐时所得主要阳极产物和主要阴极产物的化学式。用以石棉布为隔膜的一般的惰性阳极电解槽来电解海水,能用以生产H2吗?为什么?

(2)致力于发展电渗析法、反渗透法等海水淡化新技术的直接社会效益是什么?

(3)已成功地联合应用海水淡化新技术和一般的离子交换树脂净水法,由海水制得纯水。又知海洋水能源(海洋水能发电)有其巨大的开发前景。你认为应怎样综合开发海洋能源,促成人类进入氢能时代?

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