1、选择题 氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质的这种电池在使用时的电极反应如下:
2H2+4OH--4e-==4H2O O2+2H2O+4e-==4OH-。下列说法错误的是
[? ]
A.氢气通入正极,氧气通入负极
B.燃料电池的能量转化率不能达到100%
C.供电时的总反应为:2H2+O2 == 2H2O
D.产物为无污染的水,属于环境友好电池
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 最近我国自主研制了一种新型燃料电池,一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸气?(以C4H10代表汽油),电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-.回答如下问题:
(1)C4H10有正丁烷、异丁烷两种结构,写出异丁烷的一氯取代物的结构简式______、______、______.
(2)这个燃料电池放电时发生反应的化学方程式是______.
(3)这个电池的正极发生的反应是O2+4e-=2O2-,负极发生的电极反应方程式是______,
(4)固体电解质里O2-向______极移动,向外电路释放电子的是______极.
参考答案:(1)异丁烷中氢原子的种类有三种,所以其一氯代物有三种,即CH2Cl-CH(CH3)2,(CH3)3Cl,CH3-CCl(CH3)2,故答案为:CH2Cl-CH(CH3)2,(CH3)3Cl,CH3-CCl(CH3)2;
(2)丁烷燃料电池放电时发生反应是丁烷燃烧的化学方程式,即2C4H10+13O2═8CO2+10H2O,故答案为:2C4H10+13O2═8CO2+10H2O;
(3)丁烷燃料电池放电时负极发生的是燃料丁烷失电子的氧化反应,且负极反应=总反应-正极反应,正反应为:
13O2+52e-=26O2-,总反应是:2C4H10+13O2═8CO2+10H2O,所以负极反应是:2C4H10+26O2--52e-=8CO2+10H2O,故答案为:2C4H10+26O2--52e-=8CO2+10H2O;
(4)在燃料电池中,电解质里的阳离子移向正极,阴离子移向负极,所以电解质里O2-向负极移动,负极向外电路释放电子,故答案为:负;负.
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌一锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:Zn(s) +2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2 (s) +Mn2O3(s),下列说法错误的是
[? ]
A.电池工作时,锌失去电子
B.电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH- (aq)
C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
D.外电路中每通过0. 2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的.它以固体氧化锆-氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过.该电池的工作原理如图所示,其中多孔电极a、b均不参与电极反应.下列判断正确的是( )
A.有O2放电的a极为电池的负极
B.有H2放电的b极为电池的正极
C.a极对应的电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-
D.该电池的总反应方程式为:2H2+O2=2H2O