1、选择题 甲醇燃料电池可用于笔记本电脑等,它一极通入氧气,另一极通入甲醇;电解质能传导H+。电池工作时,? 2CH3OH+3O2 = 2CO2+4H2O ,下列说法正确的是
A.通甲醇一极为正极。
B.正极电极反应式 3O2 + 12H+ + 12e- = 6H2O
C.电池工作时电子从氧气一极流向甲醇一极。
D.当转移24mol e-时,消耗的甲醇2mol。
参考答案:B
本题解析:关于燃料电池的工作原理:通入燃料的一极为负极,即电子流出的一极,发生氧化反应的一极,阴离子移向的一极;通入空气(或氧化)的一极为正极,即电子流入的一极,发生还原反应的一极;所以
A错,通甲醇的一极为负极;B正确,正极为氧气得电子,在酸性电解质中其电极反应式为:3O2 + 12H+? + 12e- =? 6H2O;C错,电子的流向为由负级经导线流向正极;D错,根据氧化还原反应中,得失电子数相等的原则,可得当转移24mol e-时,消耗的甲醇4mol。
本题难度:一般
2、选择题 碱性锌锰电池的总反应是:Zn + 2MnO2 + 2H2O =" 2MnOOH" + Zn(OH)2,电解质是KOH。下列说法正确的是
A.MnO2发生了氧化反应
B.MnOOH中Mn元素的化合价为+3
C.反应消耗 0.65gZn,有0.01 mol电子发生转移
D.电池正极的反应为:Zn + 2 OH-–2e-===Zn(OH)2
参考答案:B
本题解析:根据反应前后的化合价变化可知,二氧化锰中锰的化合价由+4价降低到+3价,所以二氧化锰是氧化剂,发生还原反应,A不正确。锌是还原剂,作负极,发生氧化反应,1mol锌失去2mol电子,C、D不正确。所以答案选B。
本题难度:简单
3、选择题 下列说法正确的是?(?)
A.大量使用化石燃料,有利于“节能减排”
B.在使紫色石蕊试液变红的溶液中,Fe2+、Mg2+、
、
可以大量共存
C.1molNa2O2与H2O完全反应时转移的电子数为6.02×1023个
D.碱性氢氧燃料电池工作时,负极反应为:
==
参考答案:C
本题解析:略
本题难度:一般
4、填空题 天然气(主要成分是甲烷)是一种清洁、高效的能源,现在许多城市家庭用于厨房使用的燃料已经由煤气(主要成分是H2和CO按体积比1︰1混合的气体混合物)换成了天然气;此外天然气也是很好的燃料电池的燃料,甲烷在燃料电池中的能量转换率可达到85%—90%。请回答下列问题:
(1)以甲烷、空气为反应物,KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池,则负极反应式为:?。随着反应的不断进行溶液的pH?(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)如果以该燃料电池为电源、石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极反应式为:?;如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12,则理论上消耗甲烷在标准状况下的体积为:?mL。
(3)将(2)中电解结束后的溶液取出,向其中加入含有Mg2+和Fe2+的溶液甲,Mg(OH)2和Fe(OH)2同时生成,已知Mg(OH)2和Fe(OH)2在该温度下的溶度积常数分别是2×10—11和8×10—16,则甲溶液中Mg2+和Fe2+的浓度之比为:?。
参考答案:(1)CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O ; 减小
(2)Cl―-2e-=Cl2↑ ; 28
(3)25000︰1
本题解析:(1)以甲烷、空气为反应物,KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池,则负极反应式为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,随着反应的不断进行溶液的OH-不断被消耗,pH不断减小。
(2)如果以该燃料电池为电源、石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极反应式为:Cl―-2e-=Cl2↑;如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12,产生的OH-物质的量为0.01mol,转移的电子数有0.01mol,则理论上消耗甲烷在标准状况下的体积为:
。
(3)将(2)中电解结束后的溶液取出,向其中加入含有Mg2+和Fe2+的溶液甲,Mg(OH)2和Fe(OH)2同时生成,已知Mg(OH)2和Fe(OH)2在该温度下的溶度积常数分别是2×10—11和8×10—16,则甲溶液中Mg2+和Fe2+的浓度之比:
点评:本题综合考查了燃料电池原理和电解池原理等知识,以及相关的计算题,具有一定的难度,解题的关键是要正确写出正负两的反应,电子转移情况,结合题干,找准计算量,逐一解答。
本题难度:一般
5、选择题 下列有关电池的说法不正确的是
[? ]
A.手机上用的锂离子电池属于二次电池
B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D.锌锰干电池中,锌电极是负极
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般