题目内容

镁燃料电池具有高比能量、安全和成本低等特点,在军事和民用方面有良好的应用前景.镁燃料电池的氧化剂可以利用空气或者海水中的氧,还有过氧化氢和次氯酸盐等.
(1)中性条件下镁-空气燃料电池的正极反应为
 

(2)如图为镁-次氯酸盐燃料电池示意图,电极为镁合金和铂合金,图中A极的电极反应方程式为
 
,B极的电极反应方程式为
 

(3)然而,镁电池总体上存在着三大缺陷:容量损失大,负极利用率低,电压损耗大.其中,容量损失大和负极利用率低主要是由于镁的自腐蚀引起的,且温度越高,自腐蚀越快,试写出在中性水溶液中,镁电极自腐蚀反应的化学方程式
 
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:(1)该燃料电池中,正极上氧气得电子生成氢氧根离子;
(2)根据离子移动方向知,A是负极、B是正极,负极上镁失电子发生氧化反应,正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应;
(3)中性溶液中,镁和水反应生成氢氧化镁和氢气.
解答: 解:(1)该燃料电池中,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,故答案为:O2+4e-+2H2O=4OH-
(2)根据离子移动方向知,A是负极、B是正极,负极上Mg失电子发生氧化反应,电极反应式为Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2↓,正极上次氯酸根离子得电子发生还原反应,电极反应式为 ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-
故答案为:Mg-2e-+2OH-=Mg(OH)2↓; ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-
(3)中性溶液中,镁和水反应生成氢氧化镁和氢气,反应方程式为Mg+2H2O=Mg(OH)2↓+H2↑,故答案为:Mg+2H2O=Mg(OH)2↓+H2↑.
点评:本题考查了原电池原理,(2)题根据离子移动方向确定正负极,根据得失电子书写电极反应式,注意(2)负极上生成的镁离子能和氢氧根离子反应,为易错点.
练习册系列答案
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工业上在合成塔中采用下列反应合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=Q kJ/mol
(1)判断该可逆反应达到平衡状态的标志是(填字母序号)
 

a、生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等    b、混合气体的密度不变
c、CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化    d、混合气体的平均相对分子质量不变
(2)下表所列数据是该可逆反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度250℃300℃350℃
K2.0410.2700.012
①由表中数据判断Q
 
0(填“>”、“<”或“=”),该反应在
 
(填“较高”或“较低”)温度下有利于自发进行.
②某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡测得c(CO)=0.2mol/L,此时对应的温度为_
 
;CO的转化率为
 

(3)请在图中画出压强不同,平衡时甲醇的体积分数(φ)随温度(T)变化的两条曲线(在曲线上标出P1、P2、,且p1<P2
(4)要提高CO的转化率且提高反应速率,可以采取的措施是
 
(填字母序号).
a、升温  b、加入催化剂  c、增加CO的浓度 d、通入H2加压  e、通人惰性气体加压    f.、分离出甲醇
(5)已知一定条件下,CO与H2在催化剂的作用下生成5molCH3OH时,能量的变化为454kJ.在该条件下,向容积相同的3个密闭容器中,按照甲、乙、丙三种不同的投料方式加人反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器
反应物投入量1molCO
2molH2
1molCH3OH2molCH3OH
平衡
时数
CH3OH的浓度(mol?L-1c1c2c3
反应吸收或放出的能量(KJ)abc
体系压强(Pa)P1P2P3
反应物转化率α1α2α3
下列说法正确的是
 
(填字母序号).
A、2c1>c3   B、a+b<90.8    C、2P2<P3      D、α13<1.
[选修2--化学与技术]
I.化学与科学、技术、社会、环境密切相关,下列做法中正确的是
 
(双选)
A.研制乙醇汽油(汽油中添加一定比例乙醇)技术,不能降低机动车尾气中有害气体排放
B.为了有效的发展清洁能源,采用电解水的方法大量制备H2
C.利用化学反应原理,设计和制造新的药物
D.停车场安装催化光解设施,可将汽车尾气中CO和NOx反应生成无毒气体
II.浩瀚的海洋是一个巨大的资源宝库,蕴藏着丰饶的矿产,是宝贵的化学资源,如
图是海水加工的示意图,根据下图回答问题.

(1)海水淡化工厂通常采用的制备淡水的方法有
 
(写出两种).
(2)如图是从浓缩海水中提取溴的流程图.写出下图中①②的化学式:①
 
,②
 
,吸收塔中发生的化学反应方程式为
 


(3)制备金属镁是通过电解熔融的MgC12,而不用MgO,其原因是
 

(4)食盐也是一种重要的化工原料,氯碱工业就是通过电解饱和食盐水来制备NaOH、H2和C12.海水中得到的粗盐中往往含有一些杂质,必须加入一些化学试剂,使杂质沉淀,处理后的盐水还需进入阳离子交换塔,其原因是
 
.电解食盐水在离子交换膜电解槽中进行,离子交换膜的作用是
 

(5)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用.一定条件下,在20L恒容密闭容器中的反应:3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(g)
放电
充电
 4SiHCl3(g).达平衡后,H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L,若H2全部来源于氯碱工业,理论上需消耗纯NaCl的质量为
 
kg.

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