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1、填空题 (6分)航天飞机常用新型燃料电池作为电能来源,燃料电池一般指采用H2、CH4等可燃物质与O2一起构成的电池装置。它可直接将化学能转化为电能,甲烷电池以KOH溶液为电解质,其总反应的化学方程式为CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H2O。
(1)负极上的电极反应为 。
(2)消耗16.8 L(标准状况下)O2时,有 mol 电子发生转移。
(3)开始放电时,正极附近溶液的氢氧根离子浓度 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
参考答案:(1)CH4+10OH
本题解析:
本题难度:简单
2、选择题 下列反应需要加入氧化剂才能实现的是
A.HCO3— → CO2
B.S2— → K2S
C.Fe3+→ Fe2+
D.MnO42—-→MnO4—
参考答案:BD
本题解析:略
本题难度:一般
3、填空题 设计新型燃料电池是本世纪最富有挑战性的课题之一。
(1)有人制造了一种燃料电池,一个电极通入O2(含有少量CO2),另一个电极通入CH4,电池的电解质是熔融的K2CO3。该电池的负极反应式为____________________________,电池工作时,电解质里的CO(向________极移动(填“正”或“负”)。
(2)某科研小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图10-3所示的原电池装置。该电池的负极反应式为________________________________________________,用该电池电解CuCl2溶液,当产生33.6 L Cl2(标准状况下)时,消耗甲醇的质量为________g。

参考答案:(1)CH4+4CO
-8e-===5CO2+2H2O 负
(2)CH3OH+8OH--6e-===CO
+6H2O 16
本题解析:(1)CH4在负极放电,生成CO2和H2O,电极反应式为CH4+4CO-8e-===5CO2+2H2O;熔融电解质中的阴离子向负极移动。
(2)该燃料电池的总反应方程式为:2CH3OH+3O2+4OH-===2CO
?+6H2O……①,在碱性条件下正极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH-……②,①-②×3得负极电极反应式为CH3OH+8OH--6e-===CO
+6H2O。据电子守恒则有CH3OH~6e-~3Cl2,所以n(CH3OH)=
?n(Cl2)=0.5 mol,m(CH3OH)=0.5 mol×32 g·mol-1=16 g。
本题难度:一般
4、选择题 原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是
[? ]
A.由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池,其负极反应式为:Al-3e-=Al3+
B.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为:Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O
C.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-=Cu2+
D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为:Cu-2e-=Cu2+
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 极反应式与出现的环境相匹配的是(? )
选项
| 电极反应式
| 出现的环境
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A
| O2 + 2H2O + 4e-?=" " 4OH-
| 碱性环境下氢氧燃料电池的负极反应
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B
| 4OH- - 4e- = O2↑+ 2H2O
| 弱酸性环境下钢铁的吸氧腐蚀
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C
| 2H+ + 2e- =H2↑
| 用铜做电极电解NaOH溶液的阴极反应
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D
| H2 – 2e- = 2H+
| 用惰性电极电解H2SO4溶液的阳极反应
参考答案:C
本题解析:O2 + 2H2O + 4e-?= 4OH-是碱性环境下氢氧燃料电池的正极反应,A错;弱酸性环境下钢铁的吸氧腐蚀的电极反应式是2H2O- 4e- = O2↑+4H+?所以B错。2H+ + 2e- =H2↑用铜做电极电解NaOH溶液的阴极反应,阴极阳离子氢离子放电,C正确;H2 – 2e- = 2H+ 是燃料电池负极的反应,所以D错。故选C。 点评:该题目是综合性比较高的,基本上把原电池,电解池,电镀池的电极反应都考出来了
本题难度:简单
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