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5.(1)已知燃料電池的總反應式為CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O,電池中有一極的電極反應式為2O2十4H2O+8e-═8OH-,這個電極是燃料電池的正極(填“正極”或“負極”),另一個電極上的電極反應式為:CH4+10OH--8e-═CO+7H2O.
(2)隨著電池不斷放電,電解質溶液的堿性減。ㄌ睢霸龃蟆薄ⅰ皽p小”或“不變”).
(3)通常情況下,甲烷燃料電池的能量利用率大于(填“大于”、“小于”或“等于”)甲烷燃燒的能量利用率.

分析 (1)原電池中失電子的電極是負極,負極失電子發(fā)生氧化反應,正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應;
(2)根據溶液中氫氧根離子濃度是否變化判斷;
(3)燃料電池中甲烷的利用率較高.

解答 解:(1)甲烷失電子發(fā)生氧化反應,所以通入燃料的電極為負極,通入氧化劑的電極為正極,正極上電極反應式為:O2+2H2O+4e-=4OH-,負極上甲烷失電子生成碳酸根離子和水,則負極的電極方程式為:CH4+10OH--8e-═CO+7H2O;
故答案為:正極;CH4+10OH--8e-═CO+7H2O;
(2)已知CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O,電池工作一段時間后,因為消耗氫氧化鉀所以溶液的堿性減小,
故答案為:減;
(3)甲烷燃燒時要放出熱量、光能,所以燃料電池中甲烷的利用率比甲烷燃燒的能量利用率高,故答案為:大于.

點評 本題考查了燃料電池,明確原電池正負極上發(fā)生的反應是解本題關鍵,注意溶液的酸堿性對電極反應的影響,題目難度中等,側重于考查學生的分析能力.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

15.若已發(fā)現(xiàn)了116號元素則下列推斷正確的是:①其鈉鹽的化學式為Na2R ②其最高價氧化物對應的水化物的酸性比硫酸強 ③R是金屬元素 ④R是非金屬元素 ⑤最外電子層有6個電子( 。
A.①②③B.①③⑤C.②④⑤D.③⑤

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

16.某有機物的結構為如圖所示,這種有機物可能具有的性質是(  )
①可以燃燒;②能使酸性KMnO4溶液褪色;
③能跟NaOH溶液反應; ④能發(fā)生酯化反應;
⑤能發(fā)生加聚反應;⑥能發(fā)生水解反應.
A.①②④B.①②③④⑤C.①③④⑤⑥D.①②④⑥

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

13.鈉與水反應的化學方程式2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,其水溶液呈堿性,能使酚酞溶液變紅.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

20.如圖為一原電池裝置,下列敘述中正確的是( 。
A.該裝置中電子由Zn極流向Cu極,CuSO4溶液中的SO41-通過鹽橋移向Zn極
B.若裝置中的兩燒杯中均為CuSO4溶液,則電流計的指針偏轉幅度變小,且很快減弱
C.將裝置中燒杯內的溶液對換,電流計的指針也能發(fā)生偏轉
D.將鹽橋改為銅導線連接兩種溶液,電流方向為由Cu極到Zn極

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科目:高中化學 來源: 題型:多選題

10.有1L0.5mol/LNaOH溶液,取出0.2L后,以下對該溶液的敘述正確的是( 。
A.該溶液的體積變?yōu)?.8LB.該溶液的物質的量濃度為0.5mol/L
C.該溶液的物質的量為0.5molD.該溶液的物質的量濃度為0.4mol/L

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

17.從下列選項中選擇確當的字母填入下列橫線上
A、過濾   B、聚沉   C、布朗運動  D、電泳E、丁達爾效應
(1)Fe(OH)3膠體呈紅褐色,插入兩個惰性電極,通直流電一段時間,陰極附近的顏色逐漸加深,這種現(xiàn)象叫D.
(2)光速通過Fe(OH)3膠體,可以看到光亮的通路,這種現(xiàn)象叫E.
(3)Fe(OH)3膠體中加入了硅酸膠體(硅酸膠體帶負電),膠體變得渾濁,這是發(fā)生了B.
(4)鑒別Fe(OH)3膠體和鹽酸的方法是E.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

14.Na2S2O3可做分析試劑.它易溶于水,遇酸易分解.某研究小組進行如下實驗:
【實驗一】Na2S2O3•5H2O的制備
Ⅰ實驗原理:Na2SO3(aq)+S(s)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3(aq)
Ⅱ實驗裝置:如圖1所示,有關物質的溶解度曲線如圖2所示:
Ⅲ實驗步驟:
(1)檢查裝置氣密性,按圖1所示加入試劑,其中裝置B和D中加的是NaOH溶液,裝置 C中的硫粉應事先研細并用乙醇潤濕,否則會影響降低反應速率.
(2)打開K1、關閉K2,向圓底燒瓶中加入足量濃硫酸并加熱,燒瓶內發(fā)生反應的化學方程式:Cu+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O.C中混合液被氣流攪動,反應一段時間后,硫粉的量逐漸減少.
(3)當C中溶液的pH接近7時,打開K2、關閉K1并停止加熱.采取該措施的理由是防止SO2過量,溶液呈現(xiàn)酸性,導致生成的Na2S2O3分解.
(4)將C中的混合液過濾,將濾液經過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、烘干,可得粗產品Na2S2O3•5H2O.
IV 產品檢測:
(5)粗產品中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質,利用所給試劑設計實驗,檢測產品中是否存在Na2SO4,簡要說明實驗操作,現(xiàn)象和結論:取少量產品溶于足量稀鹽酸,靜置,取上層清液(或過濾,取濾液),滴加BaCl2溶液,若出現(xiàn)沉淀則說明含有Na2SO4雜質.
供選擇的試劑:稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
【實驗二】自來水中余氯的測定
含氯消毒劑給自來水消毒后有余氯.測定自來水中余氯含量的方案如下:在250ml碘量瓶中(或具塞錐形瓶中)放置0.5g碘化鉀,加10ml稀硫酸,準確量取流動水樣100ml(打開自來水龍頭,待水流數十秒后再取水樣)置于碘量瓶,迅速塞上塞搖動,見水樣呈淡黃色,加1ml淀粉溶液變藍,則說明水樣中有余氯.再以C mol/L標準Na2S2O3溶液滴定,至溶液藍色消失呈無色透明溶液,記下硫代硫酸鈉溶液的體積.
(已知:滴定時反應的化學方程式為I2+2Na2SO3═2NaI+Na2S4O6
(6)若該自來水是以漂白粉消毒,能說明水樣中有余氯的反應離子方程式為ClO-+2I-+2H+=Cl-+I2+H2O.
(7)按上述方案實驗,消耗標準Na2S2O3溶液V mL,該次實驗測得自來水樣品中余氯量(以游離Cl2計算)為355CVmg•L-1.在上述實驗過程中,若“塞上塞搖動”動作不夠迅速,則測得結果偏高(填“偏高”“偏低”或“不變”).

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

20.實驗室用氯化鈉固體配制1.0mol/L的NaCl溶液500mL,回答下列問題:
(1)所需儀器為:容量瓶(規(guī)格為500mL)、托盤天平,還需要哪些實驗儀器才能完成該實驗,請寫出:燒杯玻璃棒膠頭滴管
(2)配制時,其正確的操作順序是(字母表示,每個字母只能用一次)BCAEFD
A.用30mL水洗滌燒杯2-3次,洗滌液均注入容量瓶,振蕩
B.用托盤天平準確稱取所需NaCl的質量,放入燒杯中,再加入少量水(約250mL),用玻璃棒慢慢攪動,使其溶解均勻
C.將已冷卻的溶液注入容量瓶中
D.將容量瓶蓋緊,振蕩,搖勻
E.改用膠頭滴管加水,使溶液凹面恰好與刻度相切
F.繼續(xù)往容量瓶內小心加水,直到液面接近刻度1-2cm處
(3)下列操作對所配溶液的濃度有何影響?(填寫字母)偏大的有A,;偏小的有BC無影響的有D
A.稱量時使用了生銹的砝碼
B.往容量瓶中移液時,有少量液體濺出
C.定容時仰視刻度線
D.容量瓶未干燥即用來配制溶液
(4)溶液注入容量瓶前需恢復到室溫,這是因為熱溶液體積偏大,冷卻下來時溶液體積變小,則濃度會變大;
(5)若實驗過程中出現(xiàn)如下情況如何處理?加蒸餾水時不慎超過了刻度應倒掉溶液,洗滌容量瓶,重新配制.

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