题目内容

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．
（1）电池放电时其电极反应式分别为：负极2H2-4e-═4H+，，正极O2+4H++4e-═2H2O．
（2）使用时，负极区的pH减小（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），正极区的pH增大，电解质溶液的pH增大．
（3）通常情况下，氢氧燃料电池的能量利用率大于（填“大于”、“小于”或“等于”）氢气燃烧的能量利用率．

分析 根据反应2H2+O2=2H2O可知，反应中氢气失电子被氧化，应在负极上的反应，氧气得电子被还原，应在正极上的反应，根据得失电子及反应类型写出相应的电极反应式，根据溶液中氢离子浓度的变化判断溶液PH值的变化，由此分析解答．

解答 解：（1）该反应负极中氢气失电子被氧化，氢气失电子生成氢离子，所以电极反应式为2H2-4e-═4H+，正极氧气得电子被还原，氧气得电子和溶液中的氢离子生成水，所以电极反应式为O2+4H++4e-═2H2O，故答案为：2H2-4e-═4H+；O2+4H++4e-═2H2O；
（2）使用时，负极区，产生氢离子，溶液的pH 减小，正极区生成水，氢离子浓度减小，pH增大，随着反应的进行，生成的水越来越多，溶质硫酸的量不变，所以导致溶液的浓度降低，所以电解质溶液的pH值增大．
故答案为：减小；增大；增大；
（3）氢氧燃烧时要放出热量、光能，所以燃料电池中甲烷的利用率比氢氧燃烧的能量利用率高，
故答案为：大于．

点评 本题考查了燃料电池，明确原电池正负极上发生的反应是解本题关键，难度不大．

练习册系列答案
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完成下列表格(注明单位)：

微粒

摩尔质量

质量

物质的量

微粒数

O

16g/mol

16g

N2

0.5mol

Cu

64g/mol

2NA

H2SO4

1.5NA

用NA表示阿伏伽德罗常数的数值，下列说法中正确的是

A．5.6g铁与足量盐酸反应生成H2的体积为2.24L

B．32g臭氧(O3)含的原子数目为3NA

C．标准状况下，11.2LCCl4所含的原子数目为1.5NA

D．常温常压下，46gNO2和N2O4混合气体所含的原子数目为3NA
11．下列离子方程式正确的是（　　）
A．纯碱溶液显碱性：CO32-+2H2O?H2CO3+2OH-
B．醋酸溶液显酸性：CH3COOH+H2O?CH3COO-+H3O+
C．向碘化亚铁溶液中通入足量的溴水：3Br2+2Fe2++4I-═6Br-+2Fe3++2I2
D．向碳酸氢钙溶液中滴加过量的烧碱溶液：HCO3-+Ca2++2OH-═CaCO3↓+H2O
18．如图所示为相互串联的甲、乙两电解池．试回答：
（1）若甲池利用电解原理在铁上镀银，则A是铁、阴极（填电极材料和电极名称，下同），电极反应式是Ag++e-═Ag；B是银、阳极，电极反应式是Ag-e-═Ag+，应选用的电解质溶液是AgNO3溶液．
（2）乙池中若滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，铁极附近呈红色．
（3）若甲槽阴极增重43.2g，则乙槽中阳极上放出的气体在标准状况下的体积是4480mL．
8．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LiClO4，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b极流向a极．（填字母）
（2）电池正极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2．
（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？否（填“是”或“否”），原因是电极Li是活泼金属，能与水反应．
（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3MnO2+6KOH+KClO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3K2MnO4+KCl+3H2O．
15．现在有下列有机物：①CH4②CH2=CH2③苯 ④乙醇，请用物质的序号回答：
（1）能与Br2发生加成反应的有②  
（2）能与金属Na反应的有④
（3）能溶于水的有④    
（4）能使酸性KMnO4溶液褪色的有②④
（5）不存在同分异构体的有①②．
12．3-甲基-2-戊烯的结构简式是CH3CH=C（CH3）CH2CH3．
13．下列说法正确的是（　　）
A．SO2和Cl2使品红溶液褪色的原理相同
B．浓硫酸分别使胆矾变白、蔗糖变黑时，浓硫酸表现的性质相同
C．浓硝酸和浓硫酸露置在空气中，浓度都降低的原因相同
D．浓硫酸与稀硫酸都能与金属锌反应放出气体，两个反应的氧化产物相同

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