一种氢氧燃料电池用30%KOH溶液为电解质溶液.有关这种电池的说法中错误的是A．H2在负极发生氧化反应 B．供电时的总反应为:2H2 + O2 = 2H2OC．产物为无污染的水.属于环境友好电池 D．负极反应为:H2

题目内容

一种氢氧燃料电池用30％KOH溶液为电解质溶液，有关这种电池的说法中错误的是（）

A．H₂在负极发生氧化反应

B．供电时的总反应为：2H₂ + O₂= 2H₂O

C．产物为无污染的水，属于环境友好电池

D．负极反应为：H₂ - 2e^- = 2H⁺

解析:在燃料电池中，氢气通入负极，失去电子，发生氧化反应，电极反应式为H₂－2e^－＋2OH^－=2H₂O。空气或氧气通入正极，得到电子，发生还原反应。因此答案是D。

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化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用．氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．
I．氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行如图实验（图中所用电极均为惰性电极）：
（1）对于氢氧燃料电池中，下列表达不正确的是

A．a电极是负极，OH^-移向负极
B．b电极的电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
C．电池总反应式为：2H₂+O₂

点燃

2H₂O
D．电解质溶液的pH保持不变
E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
（2）上图装置中盛有100mL、0.1mol?L^-1AgNO₃溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL（标准状况下）时，则此时上图装置中溶液的pH=

（溶液体积变化忽略不计）
II氢气是合成氨的重要原料．工业上合成氨的反应是：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.20kJ?mol^-1．
（1）下列事实中，不能说明上述可逆反应已达到平衡的是

②③

（填序号）
①单位时间内生成2n mol NH₃的同时生成3n mol H₂
②单位时间内生成n mol N-H的同时生成n mol N≡N
③用N₂、H₂、NH₃的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1：3：2
④N₂、H₂、NH₃的体积分数不再改变
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
（2）已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行，测得如下数据：

时间（h）物质的量（mol）	0	1	2	3	4
N₂	1.50	n₁	1.20	n₃	1.00
H₂	4.50	4.20	3.60	n₄	3.00
NH₃	0	0.20	N₂	1.00	1.00

根据表中数据计算：
①反应进行到2小时时放出的热量为

27.66kJ

②此条件下该反应的化学平衡常数K=

（保留两位小数）
③反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N₂、H₂和NH₃各1.00mol，化学平衡将向

正反应

方向移动（填“正反应”或“逆反应”、“不移动”）．

绿色、低碳、环保新能源是当今经济社会关注的热点．
I．如图是太阳光伏电池光电转换系统示意图，由图判断：

N型半导体是电池的

极；电流由极流向

极（填X、Y）
Ⅱ．下列观点符合科学道理的有：

；
A．核电站能把化学能转化为电能，应大力发展核能；
B．太阳光伏电池是把光能转换成电能的装置，其工作原理与原电池工作原理相同；
C．大量使用锂电池是开发环保新能源的举措；
D．氢氧燃料电池是一种绿色、环保、低碳的新能源；
Ⅲ．2010年全球锂离子电池总产量超过38亿只，回收废旧锂离子电池意义重大，其中需要重点回收利用的是正极材料，其主要成份有LiCoO₂（钴酸锂），炭黑，铝箔等，某种回收流程如下：

（1）碱浸时，正极材料中

溶解（填名称）发生反应的化学方程式：

；
（2）写出滤液A中通入过量CO₂的离子方程式：

；D溶液呈

（填“酸性”、“碱性”或“中性”），原因是（用离子方程式表示）：

．
（3）酸浸发生反应的化学方程式是：

；该反应若转移0.5mole^-，则在标准状况下产生O₂体积为

L．

能源是人类生存和发展的重要支柱．请回答以下有关能源的问题：
（1）能源可分一级能源和二级能源等，直接从自然界获得的能源称为一级能源；需要依靠其他能量间接制取的能源称为二级能源．煤、煤气、石油、天然气、水能、风能和生物能等等多年来大量使用的能源，称为

能源．而电能、氢能、水煤气等都被称为

能源．
（2）煤、石油、天然气等能源以热的形式供给人们需要．写出煤、天然气燃烧供热时的化学反应方程式（试以它们各自的主要成分C和CH₄代表）：

、

．在质量相同时，燃料

对环境造成的负面影响（温室效应）小．
（3）科学家认为，氢气是一种高效而无污染的理想能源．以氢气作为燃料，4gH₂的燃烧生成液态水时放出热量为571.6kJ，试写出表示H₂燃烧热的热化学方程式：

．
（4）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，其能量转化主要形式是

，当用KOH溶液做电解质溶液时，正极的反应式为：

，负极的反应式为：

．甲烷也可以作为燃料电池的原料，此时在负极上反应的物质是

（填化学式）

被誉为改变未来世界的十大科技之一的燃料电池是一种新型的无污染、无噪音、高效率的汽车动力和发电设备，正以势不可挡之势挤入汽车工业和电力工业．它是一种不经过燃烧，将燃料的化学能直接转换成电能的装置．这主要由燃料、氧化剂、电极、电解质组成．在结构上与传统电池一样具有正负电极，正负电极被电解质分隔．它以还原剂（用氢作燃料，也可以添加一个氢气变换器，直接使用甲醇、天然气、甚至石油、柴油、煤等作燃料）为负极反应物，以氧化剂（如氧气、空气等）为正极反应物．为了使燃料便于进行电极反应．要求电极材料兼有催化剂的特性．可用多孔碳多孔镍、铂、钯等贵金属以及聚四氟乙烯等电极材料．电解质则有碱性、酸性、熔融盐和固体电解质及高聚物质子交换膜等数种．

如下图所示是一种氢——氧燃料电池的工作原理图，其电解质为有机高分子聚合物：

（1）燃料电池中质子交换膜的作用是________________________．

　　（2）写出氢氧燃料电池正负极发生的电极反应式（注明是氧化反应还是还原反应）和电池的总反应方程式___________________________．

　　（3）若用燃料电池发电，输出电流的电流强度为533 A，则每小时能合成多少水?

　　（4）电池燃料氢可利用甲醇、天然气、石油、柴油等，通过一个氢气变换器而得到．写出利用天然气转化为氢气的化学方程式___________________．

　　（5）请根据文中质子交换膜燃料电池工作原理图，说明负载的电流方向为__________________．

　　（6）用某种燃料电池给电炉供电，设电炉的额定功率P₀＝400 W，电池在不接负载时的路端电压与电炉的额定电压相同，当电炉接到该电源上时，电炉实际消耗的功率P₁＝324W．若两个这样的炉并联接到该电源上，求两个电炉实际消耗的总功率P₂为多少?