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1、填空题 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______,在导线中电子流动方向为______(用a、b表示).
(2)负极反应式为______.
(3)电极表面镀铂粉的原因为______.
(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能.因此,大量安全储氢是关键技术之一.金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:
Ⅰ.2Li+H2
2LIH;
Ⅱ.LiH+H2O═LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是______,反应Ⅱ中的氧化剂是______.
②用锂吸收224L(标准状况)H2,生成的LiH与H2O作用后放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为______mol.
(5)肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,肼作______极,其电极反应式为(生成无污染物质)______.
参考答案:(1)该装置是把化学物质中的能力转化为电能,所以是化学能转变为电能;在原电池中,负极上失电子,正极上得电子,电子的流向是从负极流向正极,所以是?由a到b,
故答案为:化学能转变为电能;由a到b;
(2)该反应中负极上氢气失电子生成氢离子而被氧化,所以电极反应式为H2+2OH--2e-═2H2O,故答案为:2H2+4OH--4e-═4H2O或 H2+2OH--2e-═2H2O.
(3)电极表面镀铂粉,增大了电极单位面积吸附H2、O2的分子数,使反应物的浓度增大,反应物浓度增大,反应速率加快,
故答案为:增大电极单位面积吸附H2、O2的分子数,加快电极反应速率;
(4)?①Ⅰ.2Li+H2?△?.?2LIH中锂失电子作还原剂,Ⅱ.LiH+H2O═LiOH+H2↑中水得电子作氧化剂,故答案为:Li;H2O;
?②氢气的物质的量=224L22.4L/mol=10mol,当吸收10molH2时,则生成20molLiH,20molLiH可生成20mol H2,实际参加反应的H2为20mol×80%=16mol,1molH2转化成1molH2O,转移2mol电子,所以16molH2可转移32mol的电子,故答案为:32;
(5)燃料电池中,通入燃料的电极是负极,则通入肼的负极是负极,负极上肼失电子和氢氧根离子反应生成氮气和水,电极反应式为:N2H4-4e-+4?OH-═N2+4H2O,
故答案为:负;N2H4-4e-+4?OH-═N2+4H2O.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 钢铁生锈过程发生如下反应:①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2;②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O.下列说法正确的是( )
A.反应①、②中电子转移数目相等
B.反应①、②中氧化剂是氧气
C.①、②都属于电化学腐蚀
D.①属于吸氧腐蚀
参考答案:A、反应①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2中的氧化剂是O2,反应②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3中氧化剂也是O2,①、②两个反应中仅有O2作氧化剂且反应消耗O2的量相同,故转移电子数相等,故A正确;
B、反应①、②中氧气中氧元素化合价都降低,其它物质所含元素化合价未降低,氧化剂只有氧气,故B正确;
C、铁不纯含有碳,在弱酸性或中性环境中发生吸氧腐蚀,发生原电池反应,反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,①为电化腐蚀.②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3为普通氧化还原反应,故C错误;
D、①为电化腐蚀,有氧气参加反应为吸氧腐蚀,故D正确.
故选:ABD.
本题解析:
本题难度:简单
3、选择题 下列反应不属于四种基本反应类型,,但属于氧化还原反应的是( )
A.Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
B.AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
C.3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
D.MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
参考答案:A、反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4属于置换反应,一定是氧化还原反应,故A错误;
B、AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3属于复分解反应,不是氧化还原反应,故B错误;
C、反应3CO+Fe2O3?高温?.?2Fe+3CO2不属于四种基本反应类型,属于氧化还原反应,故C正确;
D、反应NaCl(熔融)?通电?.?Mg+Cl2↑属于有单质生成的分解反应,属于氧化还原反应,故D错误.
故选C.
本题解析:
本题难度:简单
4、填空题 氧化还原反应的实质是______.铜跟氯气在点燃条件下发生反应:2Fe+3Cl2?
2FeCl3,其中氯元素的化合价______(填“升高”或“降低”),被______(填“氧化”或“还原”,下同);Cl2作______剂,具有______性.在该反应中,若消耗了1mol?Fe,则生成______mol?FeCl3.
参考答案:因氧化还原反应的特征是化合价的变化,化合价变化是由电子的得失或共用电子对的偏移引起的,
则氧化还原的实质为电子的得失或共用电子对的偏移,
在反应2Fe+3Cl2??点燃?.?2FeCl3中,Cl元素的化合价由0降低为-1价,作氧化剂,具有氧化性,在反应中被还原,
由反应方程式及铁原子守恒可知,消耗了1molFe,则生成1molFeCl3,
故答案为:电子的得失或共用电子对的偏移;降低;被还原;氧化剂;氧化性;1.
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 关于氧化还原反应,下列说法不正确的是( )
A.氧化反应和还原反应同时发生
B.一定存在着电子转移
C.一定存在着元素化合价变化
D.一定有单质参加反应
参考答案:A.在氧化还原反应中氧化反应和还原反应同时发生,故A正确;
B.氧化还原反应的本质是有电子转移,故B正确;
C.氧化还原反应的特征是有元素化合价的变化,故C正确;
D.氧化还原反应中不一定有单质参加反应,故D错误;
故选D.
本题解析:
本题难度:一般