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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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^－=CO₃^2-＋7H₂O； CH₄＋2O₂＋2OH^－=CO₃^2-＋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^－=CO₃^2-＋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^－=CO₃^2-＋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。

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利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，甚至制作出一些有实际应用价值的装置来.下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图．该电池工作时，有关说法正确的是

A．炭棒应与玩具电机的负极相连

B．炭粒和炭棒上发生的反应为：O₂＋4e^－=2O²^－

C．铝罐将逐渐被腐蚀

D．该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻

（10分）
（1）若用食用油炒咸菜的铁锅如果没有洗净，不久会出现红褐色锈斑。则铁锅的锈蚀属于腐蚀（填“析氢”或“吸氧”）；该腐蚀正极的电极反应式为；此反应每转移2mol电子消耗的O₂在标准状况下的体积为 L。
（2）某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：Cu+H₂SO₄(稀)＝CuSO₄+H₂↑。请在下边方框中画出能够实验这一反应的装置图（作必要的标注）；某同学做该实验时，看到
碳棒上有气泡产生，铜棒上气泡更多且没有被腐蚀，其原因是。

工业上生产氯气，常用电解槽中电解饱和食盐水，为了避免电解产物之间发生反应，常用阳离子交换膜将电解槽隔成两部分。下图（左图）为电解槽的示意图。
⑴这种阳离子交换膜，只允许溶液中的    通过。(填下列微粒的编号)
①    ②   ③  ④  ⑤  ⑥
⑵写出在电解过程中阳极发生的电极方程式：    。
⑶已知某电解槽每小时加入10%的氢氧化钠溶液10kg，每小时能收集到标况下的氢气896L,而且两边的水不能自由流通。则理论上计算，电解后流出的氢氧化钠溶液的质量分数为    。

⑷某化学课外兴趣小组设计了用电解法制取乙醇钠的工业方法，所用的电解槽如上右图所示，设计要求：①所用的交换膜不能让分子自由通过；②电解过程中消耗的原料是氢氧化钠和乙醇。回答下列问题：
写出在电解过程中阳极发生的电极方程式    。
②最后从乙醇钠的乙醇溶液中分离得到纯净乙醇钠固体的方法是：     。
（5）如图所示的是一个燃料电池的示意图，当此燃料电池工作时，

①如果a极通入H₂，b极通入O₂，NaOH溶液作电解质溶液，则负极发生的电极方程式：
②如果a极通入CH₄，b极通入O₂，NaOH作电解质溶液，则负极发生的电极方程式：

（8分）将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置：

（以下均假设反应过程中溶液体积不变）。
⑴铁片上的电极反应式为                           。
⑵铜片周围溶液会出现                           的现象。
⑶若2 min后测得铁片和铜片之间的质量差为1．2g，计算：
①导线中流过的电子的物质的量为         mo1；
②该段时间内用硫酸铜表示的平均反应速率为

（9分）锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiCIO₄。溶于混合有机溶剂中，Li⁺通过电解质迁移入MnO₂晶格中，生成LiMnO₂。

回答下列问题：
（1）外电路的电流方向是由____极流向____极。（填字母）
（2）电池正极反应式为____。
（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？____（填“是”或“否”），原因是____________。
（4）MnO₂可与KOH和KClO₃，在高温下反应，生成K₂MnO₄，反应的化学方程式为_______________。K₂MnO₄在酸性溶液中歧化，生成KMnO₄和MnO₂的物质的量之比为___________。

碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病，KI、KIO₃曾先后用于加碘盐中。
（1）工业上可以通过铁屑法生产KI，其工艺流程如下：

①反应I生成铁与碘的化合物，若该化合物中铁元素与碘元素的质量比为21：127，则加入足量碳酸钾时，反应Ⅱ的化学方程式为                                      。
②操作A包括                       ；用冰水洗涤的目的是                。
（2）KIO₃可以通过H₂O₂氧化I₂先制得HIO₃，然后再用KOH中和的方法进行生产。
①烹饪时，含KIO₃的食盐常在出锅前加入，其原因是                          。
②若制得1284 kg KIO₃固体，理论上至少需消耗质量分数为30％的双氧水       kg。
③KIO₃还可通过下图所示原理进行制备。电解时总反应的离子方程式为                                      。若忽略溶液体积的变化，则电解结束后阴极区的pH与电解前相比      (选填“增大”、“减小”或“不变”)。

如图所示的装置中电极a、b均为碳棒，两烧杯中所盛溶液均为500mL1．0mol/L。
⑴A为      (填“原电池”或“电解池”)，其中Ag电极的电极反应式为：          ；发生      反应(填“氧化”或“还原”)。
⑵B装置中的电极b极为        极，电极反应式为                             ，
总反应的化学方程式为                              。
⑶工作一段时间后，当Zn片质量减少6．5g时，a极逸出的气体在标准状况下的体积   L。

如图所示，在不同的电解质溶液中可以组成不同的电池。

(1)①当电解质溶液为稀硫酸时，Fe电极是     (填“正”或“负”)极，其电极反应式为
                                                  。
②当电解质溶液为NaOH溶液时，Al电极是     (填“正”或“负”)极，其电极反应式为                               。
(2)若把铝改为锌，电解质溶液为浓硝酸，则Fe电极是     (填“正”或“负”)极，其电极反应式为                       。

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