被譽(yù)為改變未來世界的十大新科技之一的燃料電池具有無污染、無噪音、高效率的特點(diǎn)．右圖為氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極材料為疏松多孔石墨棒．當(dāng)氧氣和氫氣分別連續(xù)不斷地從正、負(fù)兩極通入燃料電池時，便可在閉合回路中不斷地產(chǎn)生電流．試回答下列問題：

（1） 寫出氫氧燃料電池工作時正極電極反應(yīng)方程式：
___________                            。
（2）如果該氫氧燃料電池每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下_______L氧氣。    
（3） 若將此燃料電池改進(jìn)為直接以甲烷和氧氣為原料進(jìn)行工作時，負(fù)極反應(yīng)式為_______。 電池總離子反應(yīng)方程式為___________________________。

（1）2H2O＋O2＋4e－=4OH－ （2分）
（2）0.56L（2分）
（3）CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O （2分）
CH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2O（2分）

解析試題分析：因為氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液為堿性，所以正極反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－=4OH－，且每轉(zhuǎn)移1mol電子，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣5.6L，所以轉(zhuǎn)移0.1mol電子時，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣0.56L,當(dāng)以甲烷為燃料時，甲烷為負(fù)極反應(yīng)物，電極反應(yīng)式為CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O，正極反應(yīng)式為2O2+4H2O+8e-=8OH-,兩個電極反應(yīng)式合并為電池的總反應(yīng)CH4＋2O2＋2OH－=CO32-＋3H2O。
考點(diǎn)：原電池反應(yīng)方程式的書寫及相關(guān)計算。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（14分）工業(yè)上用某礦渣（含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2）提取銅的操作流程如下：

已知：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O
（1）實(shí)驗操作Ⅰ的名稱為________；在空氣中灼燒固體混合物D時，用到多種硅酸鹽質(zhì)的儀器，除玻璃棒、酒精燈、泥三角外，還有________（填儀器名稱）。
（2）濾液A中鐵元素的存在形式為________（填離子符號），生成該離子的離子方程式為_______________________________________________
________，檢驗濾液A中存在該離子的試劑為________（填試劑名稱）。
（3）金屬單質(zhì)E與固體混合物F發(fā)生的某一反應(yīng)可用于焊接鋼軌，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________________。
（4）常溫下，等pH的NaAlO2和NaOH兩份溶液中，由水電離出的c（OH－）前者為后者的108倍。則兩種溶液的pH＝________。
（5）①利用電解法進(jìn)行粗銅精煉時，下列敘述正確的是________（填代號）。
a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)
c．精銅作陰極，電解后電解液中Cu2＋濃度減小
d．粗銅精煉時通過的電量與陰極析出銅的量無確定關(guān)系
②從濃硫酸、濃硝酸、蒸餾水中選用合適的試劑，測定粗銅樣品中金屬銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，涉及的主要步驟：稱取一定質(zhì)量的樣品→______________→過濾、洗滌、干燥→稱量剩余固體銅的質(zhì)量。（填缺少的操作步驟，不必描述操作過程的細(xì)節(jié)）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

鋁生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈由鋁土礦開采、氧化鋁制取、鋁的冶煉和鋁材加工等環(huán)節(jié)構(gòu)成。請回答下列問題：
（1）工業(yè)上采用電解氧化鋁和冰晶石(Na3AlF6)熔融體的方法冶煉得到金屬鋁：

2Al2O3  4Al＋3O2↑
加入冰晶石的作用：________________________________________________。
（2）上述工藝所得鋁材中往往含有少量Fe和Si等雜質(zhì)，可用電解方法進(jìn)一步提純，該電解池中陽極的電極反應(yīng)式為________________，下列可作陰極材料的是__________。
A．鋁材        B．石墨        C．鉛板        D．純鋁
（3）陽極氧化能使金屬表面生成致密的氧化膜。以稀硫酸為電解液，鋁陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_____________________________________________________________。
（4）在鋁陽極氧化過程中，需要不斷地調(diào)整電壓，理由是_________________。
（5）下列說法正確的是__________________。
A．陽極氧化是應(yīng)用原電池原理進(jìn)行金屬材料表面處理的技術(shù)
B．鋁的陽極氧化可增強(qiáng)鋁表面的絕緣性能
C．鋁的陽極氧化可提高金屬鋁及其合金的耐腐蝕性，但耐磨性下降
D．鋁的陽極氧化膜富有多孔性，具有很強(qiáng)的吸附性能，能吸附染料而呈各種顏色

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

部分難溶物的顏色和常溫下的Ksp如下表所示：

 
Cu(OH)2
CuOH
CuCl
Cu2O
顏色
藍(lán)色
黃色
白色
磚紅色
Ksp(25 ℃)
1．6×10－19
1．0×10－14
1．2×10－6
—

某研究性學(xué)習(xí)小組對電解食鹽水進(jìn)行了如下探究：
實(shí)驗Ⅰ裝置如圖所示，接通電源后，發(fā)現(xiàn)a、b電極上均有氣泡產(chǎn)生。
（1）電解過程中的總離子反應(yīng)方程式為_________________________________________。
（2）為了確定電源的正、負(fù)極，下列操作一定行之有效的是　　   　　。
A．觀察兩極產(chǎn)生氣體的顏色
B．往U形管兩端分別滴入數(shù)滴酚酞試液
C．用燃著的木條靠近U形管口
D．在U形管口置一張濕潤的淀粉­KI試紙
實(shí)驗Ⅱ把上述電解裝置的石墨棒換成銅棒，用直流電源進(jìn)行電解，裝置如圖所示。

觀察到的現(xiàn)象如下所示：
①開始無明顯現(xiàn)象，隨后液面以下的銅棒表面逐漸變暗；
②5 min后，b極附近開始出現(xiàn)白色沉淀，并逐漸增多，且向a極擴(kuò)散；
③10 min后，最靠近a極的白色沉淀開始變成紅色；
④12 min后，b極附近的白色沉淀開始變成黃色，然后逐漸變成橙黃色；
⑤a極一直有大量氣泡產(chǎn)生；
⑥停止電解，將U形管中懸濁液靜置一段時間后，上層溶液呈無色，沒有出現(xiàn)藍(lán)色，下層沉淀全部顯磚紅色。
（3） a極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為________________________________________________________。
（4） 電解5 min后，b極發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為___________________________________________。
（5）12 min后，b極附近出現(xiàn)的橙黃色沉淀的成分是　　　　　，原因是___________________________________________________________________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

蓄電池是一種可以反復(fù)充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反應(yīng)為NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2
（1）該蓄電池放電時，發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是       （填字母，下同）。
A．NiO2             B．Fe             C．Fe(OH)2            D．Ni(OH)2
（2）下列有關(guān)該電池的說法中正確的是        
A．放電時電解質(zhì)溶液顯強(qiáng)酸性
B．放電時5.6g Fe全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2時，外電路中通過了0.2 mol電子
C．充電時陽極反應(yīng)為Ni(OH)2+2OH－?2e－==NiO2+2H2O
D．充電時陰極附近溶液的堿性保持不變
（3）用此蓄電池電解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100 mL，電解池的電極均為惰性電極。當(dāng)溶液中的Cu2+ 全部轉(zhuǎn)化成Cu時，陽極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為         ；將電解后的溶液加水稀釋至1L，此時溶液的pH=      。
（4）用此蓄電池進(jìn)行電解，且電解池的電極均為銅電極，電解質(zhì)溶液為濃堿液與NaCl溶液的混合液，電解一段時間后，同學(xué)們驚奇地發(fā)現(xiàn)，陽極附近不是生成藍(lán)色沉淀，而是生成紅色沉淀，查閱資料得知該紅色沉淀是Cu2O。寫出該陽極上的電極反應(yīng)式：                                           。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。右圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題：

（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則
①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為                                  。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是                                         。
②Y電極上的電極反應(yīng)式為                                       ，檢驗該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是                                                                                 。
（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則
①X電極的材料是            ，電極反應(yīng)式是                            。
②Y電極的材料是            ，電極反應(yīng)式是                            。
（說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

按要求填空：

A                    B
（1）在A圖中，稀硫酸為電解質(zhì)溶液，用導(dǎo)線連接后，銅片電極反應(yīng)式        。
（2）在B圖中外接直流電源，若要在a極鍍銅，加以必要的連接后，該裝置叫        ，b極電極反應(yīng)式                                    。
（3）在B圖中外接直流電源，若電極為惰性電極，電解質(zhì)溶液是CuSO4溶液（足量），電解總反應(yīng)離子方程式為                        ，陰極增重3.2 g，則陽極上放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是_____L，加入一定量的     后（填化學(xué)式），溶液能恢復(fù)至與電解前完全一致。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（l）鋁與某些金屬氧化物在高溫下的反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng)，可用于冶煉高熔點(diǎn)金屬。
已知：4Al（s）＋3O2（g）=2Al2O3（s） ＝-2830kJ·mol-1
 =+230kJ·mol-1
 =-390kJ·mol-1
鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是                  。
（2）如下圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是           ；
②裝置中Cu電極上的電極反應(yīng)式為                                          。

（3）釩（V）及其化合物廣泛應(yīng)用于新能源領(lǐng)域。全釩液流儲能電池是利用不同價態(tài)離子對的氧化還原反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置，其原理如圖所示。

①當(dāng)左槽溶液逐漸由黃變藍(lán)，其電極反應(yīng)式為                                       。
②充電過程中，右槽溶液顏色逐漸由      色變?yōu)?u>     色。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：問答題

（10分）某化學(xué)興趣小組的同學(xué)為了探究鋁電極在電池中的作用,設(shè)計并進(jìn)行了以下一系列實(shí)驗,實(shí)驗結(jié)果記錄如下:

編號
電極材料
電解質(zhì)溶液
電流計指針偏轉(zhuǎn)方向
1
Mg、Al
稀鹽酸
偏向Al
2
Al、Cu
稀鹽酸
偏向Cu
3
Al、C(石墨)
稀鹽酸
偏向石墨
4
Mg、Al
氫氧化鈉溶液
偏向Mg
5
Al、Zn
濃硝酸
偏向Al
試根據(jù)表中的實(shí)驗現(xiàn)象回答下列問題:
（1）實(shí)驗1和2中Al所作的電極(正極或負(fù)極)         (填“相同”或“不相同”)。
（2）實(shí)驗3中負(fù)極反應(yīng)式：　               ；總反應(yīng)的離子方程式： 　                           。
（3）實(shí)驗4中鋁作　　　　極，電極反應(yīng)式：　                           。
（4）解釋實(shí)驗5中電流計指針偏向鋁的原因                            。

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同步練習(xí)冊答案