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科学家发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池。该电池包括两个涂覆着酶的电极,它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中。由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜,其工作原理如图所示。下列说法正确的是
[ ]
A. 左边为该电池的负极
B. 该电池可在高温环境下使用
C. 该电池负极反应为:H
2
-2e
-
====2H
+
D. 该电池正极反应为:O
2
+4e
-
====2O
2-
为体现“绿色奥运”“科技奥运”,2008年北京奥运会出现了中国自己生产的燃料电池汽车,作为马拉松领跑车和电视拍摄车,该车装着“绿色心脏”--质子交换膜燃料电池,其工作原理如图所示,下列叙述正确的是
[ ]
A. 通入氧气的电极发生氧化反应
B. 通入氢气的电极为正极
C. 总反应式为O
2
+2H
2
2H
2
O
D. 正极的电极反应式为O
2
+4H
+
+4e
-
====2H
2
O
有一种MCFC型燃料电池,该电池所用燃料为H
2
和空气,电解质为熔融的K
2
CO
3
。电池的总反应为:
2H
2
+O
2
===2H
2
O,负极反应:H
2
+CO
3
2-
-2e
-
===H
2
O+CO
2
。下列说法正确的是
[ ]
A.正极反应为4OH
-
-4e
-
===2H
2
O+O
2
↑
B.电池放电时,电池中CO
3
2-
的物质的量将逐渐减少
C.放电时CO
3
2-
向负极移动
D.电路中的电子经正极、负极、熔融的K
2
CO
3
后再到正极,形成闭合回路
某固体酸燃料电池以CsHSO
4
固体为电解质传递H
+
,其基本结构见下图,电池总反应可表示为:
2H
2
+O
2
===2H
2
O,下列有关说法正确的是
[ ]
A. 电子通过外电路从b极流向a极
B. b极上的电极反应式为:O
2
+2H
2
O+4e
-
===4OH
-
C. 每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H
2
D. H
+
由a极通过固体酸电解质传递到b极
一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y
2
O
3
)的氧化锆(ZrO
2
)晶体,在熔融状态下能传导O
2-
。下列对该燃料电池说法正确的是
[ ]
A.在熔融电解质中,O
2-
由负极移向正极
B.电池的总反应是:2C
4
H
10
+13O
2-
→8CO
2
+10H
2
O
C.通入空气的一极是正极,电极反应为:O
2
+4e
-
→2O
2-
D.通入丁烷的一极是正极,电极反应为:C
4
H
10
+26e
-
+13O
2-
→4CO
2
↑+5H
2
O
(Ⅰ)21世纪最富有挑战性的课题之一是使汽油氧化直接产生电流。新研制的某汽油燃料电池的工作原理为:一个电极通入空气,另一电极通入汽油蒸气,掺杂了Y
2
O
3
的ZrO
2
晶体作电解质,它在高温下传导
O
2-
离子。填写下列空白。
(1)汽油燃料电池的能量转化率比汽油在发动机里燃料产生动力的能量转化率 __________(填“高”或“低”)。
(2)若用丁烷(C
4
H
10
)代表汽油,则该燃料电池总反应的化学方程式为:____________________通入空气的电极为__________极(填“正”或“负”),其电极反应式为:__________________________。
(3)该汽油燃料电池的不足之处是汽油被氧化不完全,产生的______可能堵塞气体通道。
(Ⅱ)古代铁器(埋藏在地下)在严重缺氧的环境中,仍然锈蚀严重(电化学腐蚀)。原因是一种叫做硫酸盐还原菌的细菌,能提供正极反应的催化剂,可将土壤中的SO
4
2-
还原为S
2-
,该反应放出的能量供给细菌生长、繁殖之需。
(4)写出该电化学腐蚀的正极反应的电极反应式:_________________。
(5)文物出土前,铁器表面的腐蚀产物可能有(写化学式) _________________。
(1)今有2H
2
+O
2
2H
2
O反应,构成燃料电池,则负极通的应是________,正极通的应是 ________,电极反应式为__________________、_________________。
(2)如把KOH改为稀H
2
SO
4
作电解质溶液,则电极反应式为__________________、 __________________。(1)和(2)的电解液不同,反应进行后,其溶液的pH各有何变化?__________________________。
(3)如把H
2
改为甲烷、KOH作导电物质,则电极反应式为:_________________、________________。
可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是
[ ]
A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:O
2
+2H
2
O+4e
-
→4OH
-
B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:Al+3OH
-
-3e
-
→Al(OH)
3
↓
C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极
用二根铂丝作电极插入KOH溶液中,分别向两极通入甲烷和氧气,可作为一种燃料电池的模拟装置。试判断下列说法正确的是
[ ]
A. 通氧气的铂极为负极
B. 此电池反应为CH
4
+2O
2
==CO
2
+2H
2
O
C. 此电池放电时,KOH浓度不变
D. 此电池放电时,KOH浓度减小
燃料电池是一种连续地将燃料(如:氢气、甲烷、乙醇等物质)和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80% (一般柴油发电机只有40%左右),产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是
[ ]
A.上述燃料电池工作时氢气、甲烷、乙醇等物质发生的反应均为氧化反应
B.氢氧燃料电池常用于航天飞行器,原因之一是该电池的产物为水,经过处理之后可供宇航员使用
C.乙醇燃料电池的电解质常用KOH,则电池工作时的负极反应为C
2
H
5
OH-12e
-
=2CO
2
↑+3H
2
O
D.甲烷燃料电池的电解质若用H
2
SO
4
,则电池工作时H
+
向充入O
2
的一极移动
0
12012
12020
12026
12030
12036
12038
12042
12048
12050
12056
12062
12066
12068
12072
12078
12080
12086
12090
12092
12096
12098
12102
12104
12106
12107
12108
12110
12111
12112
12114
12116
12120
12122
12126
12128
12132
12138
12140
12146
12150
12152
12156
12162
12168
12170
12176
12180
12182
12188
12192
12198
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