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空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图,有关说法正确的是

A.当有0.1 mol电子转移时,a极产生1.12 L O2(标准状况下)

B.b极上发生的电极反应是:4H2O+4e- =2H2↑+4OH-

C.c极上进行还原反应,B中的H+可以通过隔膜进入A

D.d极上发生的电极反应是:O2+4H++4e- =2H2O

练习册系列答案
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硫及其化合物用途广泛,研究硫及其化合物性质和用途意义重大。

⑴利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。

已知:SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g) △H=-98 kJ·mol-1。某温度下该反应的平衡常数K=10/3。

①该温度下,向100 L的恒容密闭容器中,充入3.0 mol SO2(g)、16.0 mol O2(g)和3.0 mol SO3(g),则反应开始时v(正) _________ v(逆)(填“<”、“>”或“=”)。

②该温度下,向一体积为2 L的恒容密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 molO2,反应一段时间后容器压强为反应前的80%,此时SO2的转化率为_______________。

③在②中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)平衡浓度比原来减小的是__________(填字母)。

A.保持温度和容器体积不变,充入1.0 mol O2

B.升高温度

C.保持温度和容器体积不变,充入1.0 mol SO3

D.增大容器体积

⑵室温下,Li /FeS2二次电池所用的电解质是非水液体电解质,放电行为与温度有关。

①该电池电解质为非水液体电解质,原因是___________________。

②温度低时,锂与FeS2反应只生成A物质,产生第一次放电行为;温度升高,锂与A继续反应(产生物之一为Fe),产生第二次放电行为。若二次行为均进行完全且放电量恰好相等,请写出化学反应方程式:第一次放电:__________________;第二次放电:________________。

⑶制取高纯度黄铁矿的另一种方法是:以LiCl—KCl低共熔点混合物为电解质,FeS为阳极,Al为阴极,在适当的电压下电解,写出阳极方程式______________。

(1)火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。

①用肼(N2H4)作燃料,四氧化二氮作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。

已知: N2(g)+2O2(g)===N2O4(g) ΔH=+10.7 kJ·mol-1

N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-543 kJ·mol-1

写出气态肼和N2O4反应生成氮气和气态水的热化学方程式:________________________。

②已知四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在,它很容易转化为二氧化氮。试推断出二氧化氮制取四氧化二氮的反应条件(或措施): ____________________。

(2)在0.5L恒容密闭容器中,一定量的N2与H2进行反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=bkJ•mol﹣1,其化学平衡常数K值和温度的关系如下:

温度/℃

200

300

400

K

1.0

0.86

0.5

写出该反应的化学平衡常数的表达式: ,b 0(填“大于”、“小于”或“等于”)

②400℃时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时,此时刻该反应的v正(N2) v逆(N2)(填“大于”、“小于”或“等于”)

(3)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航空航天。如图1所示装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在两极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导阳极生成的O2-离子(O2+4e-===2O2-)。

①c电极的名称为________,d电极上的电极反应式为______________________。

②如图2所示为用惰性电极电解100 mL 0.5 mol·L-1CuSO4溶液,a电极上的电极反应式为___________________。若a电极产生56 mL(标准状况)气体,则所得溶液的pH=__________(不考虑溶液体积变化) 。

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