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(12分)氢氧燃料电池是将H2通入负极,O2通入正极而发生电池反应【常见的化学电源】
2016-12-25 00:10:15 来源:91考试网 作者:www.91exam.org 【
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填空题  (12分)氢氧燃料电池是将H2通入负极,O2通入正极而发生电池反应的,其能量转换率高。
(1)若电解质溶液为KOH,其正极反应为____________________________,
负极反应为__________________________________________。
(2)若电解质溶液为硫酸,其正极反应为______________________,
负极反应为___                      ______________。
(3)若用氢氧燃料电池电解由NaCl和CuSO4组成的混合溶液,其中c(Na+)=3c(Cu2+)=0.3mol·L—1,取该混合液100mL用石墨做电极进行电解,通电一段时间后,在阴极收集到0.112L(标准状况)气体。计算:
① 电解池阳极生成氯气的物质的量是          mol。
②氢氧燃料电池中转移的电子数目是      个
消耗H2的质量是       g。(写出计算过程)(保留2位小数)



填空题  (12分)氢氧燃料电池是将H2通入负极,O2通入正极而发生电池反应的,其能量转换率高。
(1)若电解质溶液为KOH,其正极反应为____________________________,
负极反应为__________________________________________。
(2)若电解质溶液为硫酸,其正极反应为______________________,
负极反应为___                      ______________。
(3)若用氢氧燃料电池电解由NaCl和CuSO4组成的混合溶液,其中c(Na+)=3c(Cu2+)=0.3mol·L—1,取该混合液100mL用石墨做电极进行电解,通电一段时间后,在阴极收集到0.112L(标准状况)气体。计算:
①电解池阳极生成氯气的物质的量是          mol。
②氢氧燃料电池中转移的电子数目是      个
消耗H2的质量是       g。(写出计算过程)(保留2位小数)
本题答案:(12分)(1)  正极:O2+4e-
本题解析:
试题分析:在燃料电池中,燃料反应的一极是负极,氧气反应的一极是正极。(1)正极是氧气发生反应,由于是碱性电解质,OH- 在正极生成,在负极消耗,则正极反应为:O2+ 4e- + 2 H2O   4OH-     ,负极反应为:2 H2   + 4 OH - —4 e-    4 H2O。(2) 在酸性电解质中,H+ 在正极消耗,在负极生成,正极的电极反应为:O2+ 4e -+  4 H+     2 H2O       ,负极的电极反应为:2H2   —4e-    4 H+  。(3)NaCl和CuSO4组成的混合溶液中离子有:Na+、Cu2+、H+ 、OH-    、SO42-、Cl-,在电解时阴极放电顺序为:Cu2+、H+ ,阳极放电顺序为:Cl-、 OH-    .在阴极收集到了气体,故Cu2+完全放电,然后是H+放电,氢气的物质的量为:n(H2 )=0.112L÷22.4Lmol=0.005mol,n(Cu2+)=0.1mol·L—1×0.1L=0.01mol,
根据电解反应有:阴极 Cu2+   +     2 e-                 Cu  、 2H+  + 2 e-                                   H2   ↑
0.01mol    0.020 mol                0.010mol   来源:www.91exam.org              0.005mol
电解时转移的电子为:0.02+0.01=0.03mol,转移0.03mol电子时产生的氯气可根据电极反应可以得出:
阳极 反应   2Cl-    -  2 e-     =     Cl2↑
0.030 mol   0 .015 mol   ①故产生的氯气为0.015mol。②转移0.03mol电子时,转移电子数目为0.03NA。根据电解时转移的电子数相等,氢氧燃料电池中转移的电子也为0.03mol,则:2H2   — 4e-    4 H+
0.015 mol   0.03mol  ,消耗的H2为0.015mol质量为:0.015mol×g/mol=0.03g
考点:燃料电池的电极反应的书写、有关电子转移的计算。


本题所属考点:【常见的化学电源】
本题难易程度:【一般】



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Tags:高考化学 题库
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