题目内容

阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：2H2 + O2 == 2H2O。试回答下列问题：

(1)若电解质溶液为KOH溶液，构成燃料电池，则电极反应式为：　　　　    。

(2)如把KOH改为稀H2SO4作导电物质，则电极反应式为：　　　　　　    。

(3)如把H2改为甲烷，KOH作导电物质，则电极反应式为：　　　　　　　　  。

 

答案：
解析：

(1)负极：2H2 + 4OH- - 4e- == 4H2O； 正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-

(2)负极：2H2 – 4e- == 4H+； 正极：O2 + 4H+ + 4e- == 2H2O

(3)负极：CH + 10OH- - 8e- == CO+ 7HO；正极：2O + 4HO + 8e- == 8OH-

 


练习册系列答案
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看图回答下列问题

（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象是
镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出
镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出
，电流表指针
偏转
偏转
（填偏转或不偏转），两极反应式为：正极
2H++2e-=H2↑
2H++2e-=H2↑
；负极
Mg-2e-=Mg2+
Mg-2e-=Mg2+
．
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，则负极为
Al
Al
（填Mg或Al），总反应方程式为
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

（3）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如图所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成．该电池的正极反应式为：
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
．
（4）如果将上述装置中通入的H2改成CH4气体，也可以组成一个原电  池装置，电池的总反应方程式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，则该电池的负极反应式为：
CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O
CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O
．
美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电．
（1）a是
负
负
极，电极反应式是
2H2-4e-+4OH-=4H2O（或H2-2e-+2OH-=2H2O）
2H2-4e-+4OH-=4H2O（或H2-2e-+2OH-=2H2O）
；b是
正
正
极．电极反应式是
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-
．
（2）飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供．若为飞行员提供了360kg的水，则电路中通过了
4×104
4×104
mol的电子．
已知在25°C、1.013×105Pa下，1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量，请回答下列问题：
（1）若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量
＜
＜
   （填“＞”、“＜”或“=”）570kJ
（2）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如右图所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成．该电池的正极为：
B
B
（填A或B）．若该电池工作时增加了1mol H2O，电
路中转移电子的物质的量为
2
2
 mol．
（3）如果将上述装置中通入的H2改成CH4气体，也可以组成一个原电池装置，电池的总反应方程式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，则该电池的负极反应式为：
CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O
CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O
．
（1）已知：TiO2（s）+2Cl2（g）═TiCl4（l）+O2（g）△H=+140kJ?mol-1；
2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=-221kJ?mol-1．
写出TiO2和焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO气体的热化学方程式：
TiO2（s）+2C（s）+2Cl2 （g）=TiCl4（l）+2CO（g）△H=-81KJ?mol-1
TiO2（s）+2C（s）+2Cl2 （g）=TiCl4（l）+2CO（g）△H=-81KJ?mol-1
．
（2）科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如图所示），与白磷分子相似．已知断裂1mol N-N键吸收193kJ热量，断裂1mol N≡N键吸收941kJ热量，则1mol N4气体转化为2molN2时要放出
724
724
 kJ能量．
（3）阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：2H2+O2═2H2O，电解质溶液为稀H2SO4溶液，电池放电时是将
化学
化学
能转化为
电
电
能．其电极反应式分别为：负极
2H2-4e-═4H+
2H2-4e-═4H+
，正极
O2+4H++4e-═2H2O
O2+4H++4e-═2H2O
．
（4）某种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入液化石油气（以C4H10表示），电池的电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下传导O2-．则该电池负极的电极反应为：
C4H10+13O2--26e-═4CO2+5H2O
C4H10+13O2--26e-═4CO2+5H2O
，电池工作时，固体电解质里的O2-向
负
负
极移动．（填“正”或“负”）．
氢气燃烧生成液态水的热化学方程式是2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-572kJ/mol
请回答下列问题：
（1）生成物能量总和
小于
小于
（填“大于”、“小于”或“等于”）反应物能量总和．
（2）若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量
＜
＜
（填“＞”、“＜”或“=”）572kJ．
（3）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如右图所示：a、b两个电极均由多孔的碳块组成．它的负极反应物为
H2
H2
，当正极消耗5.6L（标准状况）气体时，外电路转移的电子数为
6.02×1023
6.02×1023
．

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