题目内容

氢一氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，穿过浸入20%～40%的KOH溶液的多孔碳电极，其电极反应式为： +2OH-—2e-=2和 ++2e-=2OH-，则下列叙述正确的是（   ）

A. 通H2的一极是正极，通O2的一极是负极

B. 通O2的一极是正极，通H2的一极是负极

C. 工作是段时间后电解质溶液pH增大

D. 工作时负极区附近pH增大

 

答案：B
提示：

氢一氧燃料电池中通入H2的一极是负极，负极上2H2-4e-+4OH-=4H2O，消耗OH-使负极区pH变小；通入O2的一极是正极，正极点O2+4e-+2H2O=4OH-，又产生OH-使正极区pH增大。在整个装置中消耗的OH-与产生的OH-相等，故实际上KOH不消耗，总的反应是：2+O22故工作一段时间KOH溶液浓度变小。

 


练习册系列答案
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（1）AgNO3的水溶液呈
酸
酸
（填“酸”、“中”、“碱”）性，原因是（用离子方程式表示）：
Ag++H2O AgOH+H+
Ag++H2O AgOH+H+
；实验室在配制AgNO3的溶液时，常将AgNO3固体先溶于较浓的
硝酸
硝酸
中，然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度．若用惰性电极电解AgNO3的水溶液，请写出电池反应的离子方程式
4Ag++2H2O
 通电 
.
 
4Ag+O2↑+4H+
4Ag++2H2O
 通电 
.
 
4Ag+O2↑+4H+
，
（2）常温下，某纯碱（Na2CO3）溶液中滴入酚酞，溶液呈红色．在分析该溶液遇酚酞呈红色原因时，甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH所至；乙同学认为是溶液中Na2CO3电离出的CO32-水解所至．请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判（包括操作、现象和结论）
向红色溶液中加入足量BaCl2溶液
向红色溶液中加入足量BaCl2溶液
如果溶液还显红色说明甲正确，红色褪去说明乙正确
如果溶液还显红色说明甲正确，红色褪去说明乙正确

（3）常温下，取pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL，向其中分别加入适量的Zn粒，反应过程中两溶液的pH变化
如右图所示．则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是
B
B
（填“A”或“B”）．设盐酸中加入的Zn质量为m1，醋酸溶液中加入的Zn质量为m2．则m1
＜
＜
m2
（选填“＜”、“=”、“＞”）
（4）钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一．
①钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为：负极：
2Fe=2Fe2++4e-
2Fe=2Fe2++4e-
正极：
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-
；
②为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用
C
C
．
A．铜　　　　　　　B．钠
C．锌              D．石墨
③图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的
负
负
极．
（5）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置．如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：
①氢氧燃料电池的能量转化主要形式是
化学能转变为电能
化学能转变为电能
，在导线中电子流动方向为
a→b
a→b
（用a、b表示）．
②负极反应式为
2H2+4OH-=4H2O+4e-
2H2+4OH-=4H2O+4e-
．
③电极表面镀铂粉的原因为
增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率
增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率
．
化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用．氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．
I．氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行如图实验（图中所用电极均为惰性电极）：
（1）对于氢氧燃料电池中，下列表达不正确的是
CD
CD

A．a电极是负极，OH-移向负极
B．b电极的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-
C．电池总反应式为：2H2+O2
 点燃 
.
 
2H2O
D．电解质溶液的pH保持不变
E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
（2）上图装置中盛有100mL、0.1mol?L-1AgNO3溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL（标准状况下）时，则此时上图装置中溶液的pH=
1
1
  （溶液体积变化忽略不计）
II氢气是合成氨的重要原料．工业上合成氨的反应是：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.20kJ?mol-1．
（1）下列事实中，不能说明上述可逆反应已达到平衡的是
②③
②③
（填序号）
①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
②单位时间内生成n mol N-H的同时生成n mol N≡N
③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1：3：2
④N2、H2、NH3的体积分数不再改变
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变
⑥混合气体的总物质的量不再改变
（2）已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行，测得如下数据：

时间（h）
物质的量（mol）		 0 1 2 3 4
N2 1.50 n1 1.20 n3 1.00
H2 4.50 4.20 3.60 n4 3.00
NH3 0 0.20 N2 1.00 1.00
根据表中数据计算：
①反应进行到2小时时放出的热量为
27.66kJ
27.66kJ

②此条件下该反应的化学平衡常数K=
4
27
4
27
（保留两位小数）
③反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol，化学平衡将向
正反应
正反应
  方向移动（填“正反应”或“逆反应”、“不移动”）．
氢氧燃料电池是一种用氢气作为能源的电池．这种燃料电池的效率要比传统内燃机的效率高很多，所以燃料电池汽车（FCV）会有很高的效率．Schlesinger等人提出可用NaBH4与水反应制氢气：BH4-+2H2O=BO2-+4H2↑（反应实质为水电离出来的H+被还原）．该反应的产氢速率受外界条件影响．下表为pH和温度对NaBH4 半衰期的影响（半衰期是指反应过程中，某物质的浓度降低到初始浓度一半时所需的时间）．
体系
pH[		 不同温度下NaBH4的半衰期（min）
0℃ 25℃ 50℃ 75℃
8 4.32×100 6.19×10-1 8.64×10-2 1.22×10-2
10 4.32×102 6.19×101 8.64×100 1.22×100
12 4.32×104 6.19×103 8.64×102 1.22×102
14 4.32×106 6.19×105 8.64×104 1.22×104
根据要求回答下列问题：
（1）已知，NaBH4与水反应后所得溶液显碱性，则溶液中各离子浓度大小关系为
 
．
（2）从上表可知，温度对NaBH4与水反应速率产生怎样的影响？答：
 
．
（3）反应体系的pH为何会对NaBH4与水反应的反应速率产生影响？答：
 
．
（4）实验表明，将NaBH4溶于足量水，释放的H2比理论产量少得多（即反应一段时间后有NaBH4剩余也不再反应）．其可能原因是
 
．
氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，穿过浸入质量分数为20%～40%的KOH溶液的多孔碳电极。其电极反应式为：H+2OH--2e-══2HO和+HO+2e-══2OH-。则下列叙述正确的是（　）

A．通H2的一极是正极，通入O2的一极是负极

B．通O2的一极是正极，通入H2的一极是负极

C．工作一段时间后，电解质溶液的pH增大

D．工作时负极区附近pH减小

 

氢氧燃料电池是将H2和O2分别通入电池，穿过浸入质量分数为20%～40%的KOH溶液的多孔碳电极。其电极反应式为：H+2OH--2e-══2HO和+HO+2e-══2OH-。则下列叙述正确的是（　）

A．通H2的一极是正极，通入O2的一极是负极

B．通O2的一极是正极，通入H2的一极是负极

C．工作一段时间后，电解质溶液的pH增大

D．工作时负极区附近pH减小

 

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