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【题目】中国首个空间实验室——“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC),它是一种将水电解技术与氢氣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,a、b、c、d均为Pt电极。 下列说法正确的是( )

A. B区的OH-通过隔膜向a电极移动,A 区pH增大

B. 图中右管中的OH-通过隔膜向c电极移动,d电极上发生还原反应

C. c是正极,电极上的电极反应为2H++2e-=H2↑

D. 当有lmol电子转移时,b电极产生气体Y的体积为11.2L

【答案】B

【解析】

试题分析:依据图示知左边装置是电解池,右边装置是原电池,ab电极是电解池的电极,由电源判断a为阳极产生的气体是氧气,b为阴极产生的气体是氢气;cd电极是原电池的正负极,c是负极,d是正极;电解池中的电极反应为:a电极为阳极失电子发生氧化反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑;b电极为阴极得到电子发生还原反应:4H++4e-=2H2↑;原电池中是碱性溶液,电极反应为:c为负极失电子发生氧化反应:2H2-4e-+4OH-=2H2O;d电极为正极得到电子发生还原反应:O2+2H2O+4e-=4OH-,则A.a为阳极,电解时阴离子向阳极移动,发生4OH--4e-=2H2O+O2↑,促进水的电离生成H+,pH减小,A错误;B.图中右管中的OH-通过隔膜向负极移动,即向c电极移动,d为正极,发生还原反应,B正确;C.电解质溶液呈碱性,电极方程式应为2H2-4e-+4OH-=2H2O ,C错误;D.b为阴极,当有1mol电子转移时生成0.5mol氢气,但气体存在的条件未知,不能确定体积大小,D错误,答案选B。

练习册系列答案
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【题目】短周期主族元素A、B、C、D、E原子序数依次增大,A是周期表中原子半径最小的元素,B是形成化合物种类最多的元素,C原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,D是同周期中金属性最强的元素,E的负一价离子与C的某种氢化物分子含有相同的电子数.

(1)A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为 .

(2)已知:

①E﹣E→2E△H=+a kJmol﹣1;

②2A→A﹣A△H=﹣b kJmol﹣1;

③E+A→A﹣E△H=﹣c kJmol﹣1;

写出298K时,A2与E2反应的热化学方程式 .

(3)在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,使之发生反应:2A2(g)+BC(g)X(g)△H=﹣a kJmol﹣1(a>0,X为A、B、C三种元素组成的一种化合物).初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:

实验

甲

乙

丙

初始投料

2molA2、1molBC

1molX

4molA2、2molBC

平衡时n(X)

0.5mol

n2

n3

反应的能量变化

放出Q1kJ

吸收Q2kJ

放出Q3kJ

体系的压强

P1

P2

P3

反应物的转化率

α1

α2

α3

①在该温度下,假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4min,则A2的平均反应速率v(A2)= .

②计算该温度下此反应的平衡常数K= .

③三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是 (填字母).

A.α1+α2=1

B.Q1+Q2=a

C.α3<α1

D.P3<2P1=2P2

E.n2<n3<1.0mol

F.Q3=2Q1

④在其他条件不变的情况下,将甲容器的体系体积压缩到1L,若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为75%,请在图1中画出第5min到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线.

(4)熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是一种高温燃料电池,被称为第二代燃料电池.目前已接近商业化,示范电站规模已达2MW,从技术发展趋势来看,是未来民用发电的理想选择方案之一.现以A2(g)、BC(g)为燃料,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质.写出碳酸盐燃料电池(MCFC)正极电极反应式 .

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