【題目】氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置。如圖為該電池的工作原理示意圖,該電池的電極表面鍍一層細小的鉑粉,吸附氣體的能力強,性質穩(wěn)定。請回答:
(1)氫氧燃料電池放電時能量轉化形式主要是__________,在導線中電子流動方向為________(用a.b表示)。
(2)負極反應式為__________________。
(3)電極表面鍍鉑粉的原因為__________________。
(4)該電池工作時,H2和O2連續(xù)由外部供給,電池可連續(xù)不斷提供電能。因此,大量安全儲氫是關鍵技術之一,金屬鋰是一種重要的儲氫材料,吸氫和放氫原理如下:
Ⅰ.Li+H22LiH
Ⅱ.LiH+H2O===LiOH+H2↑
①反應Ⅰ中的還原劑是________,反應Ⅱ中的氧化劑是____________。
②知LiH固體的密度為0.82 g/cm3。用鋰吸收224 L(標準狀況)H2,生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為________。
③將由②生成的LiH與H2O作用放出的H2用作電池燃料,若能量轉化率為80%,則導線中通過電子的物質的量為________mol。
【答案】(14分,除標明外,每空2分)
(1)由化學能轉變?yōu)殡娔?由a到b(表達形式合理均可)
(2)2H2+4OH--4e-===4H2O或H2+2OH--2e-===2H2O
(3)增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù),加快電極反應速率
(4)①Li(1分) H2O(1分) ②8.71×10-4∶1 ③32
【解析】(1)原電池是把化學能轉化成電能的裝置。電池總反應式為2H2+O2===2H2O,其中H元素從0價升至+1價,失去電子,即電子在導線中從a流向b。(2)負極為失去電子的一極,即H2失電子生成H+,由于溶液是呈堿性的,故負極反應式為H2+2OH--2e-===2H2O。(3)電極表面鍍鉑粉可增大電極單位面積吸附H2、O2的分子數(shù),可以加快反應速率。(4)①反應Ⅰ中Li元素從0價升至+1價,故Li作還原劑。反應Ⅱ中H2O中的H元素從+1價降至H2中的0價,故H2O作氧化劑。②由反應I可知,當鋰吸收10 mol H2時,則生成20 mol LiH,V(LiH)=×10-3 L=1.951×10-1 L,則==8.71×10-4。③20 mol LiH可生成20 mol H2則實際參加反應的H2為20 mol×80%=16 mol,因1 mol H2轉化成1 mol H2O的過程中轉移2 mol電子,所以16 mol H2在反應中可轉移32 mol電子。
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【題目】下列各組離子在水溶液中能夠大量共存的是
A. OH -、 K+、NH4+ B. Ba2+、 SO42 -、H+
C. Ag+、 K+、Cl - D. Na+、 Cl -、 CO32 -
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【題目】填空題
(1)I.比較原子半徑的大。篛F;(填“>”或“<”,下同)
(2)比較酸性強弱:H3PO4H2SiO3
(3)穩(wěn)定性:NH3PH3
(4)II.寫出下列物質形成過程的電子式: HCl
(5)MgCl2 .
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【題目】化學反應中的能量變化是人類獲取能量的重要途徑.
(1)液化氣是一種重要的家用燃料,下列示意圖與液化氣在燃燒過程中的能量變化最相符的是(填字母).
(2)“冰袋”可用于短時間保鮮食物.將一定量的碳酸鈉晶體與硝酸銨晶體密封于一塑料袋中,用線繩綁住塑料袋中間部分,使兩種晶體隔開,做成“冰袋”.使用時將線繩解下,用手將袋內兩種固體粉末充分混合,便立即產(chǎn)生低溫.由此判斷:反應后生成產(chǎn)物的總能量(填“高于”或“低于”)碳酸鈉晶體與硝酸銨晶體的總能量.
(3)化學反應中的能量變化不僅僅表現(xiàn)為熱量的變化,有時還可以表現(xiàn)為其他形式的能量變化.比如,蠟燭燃燒可用來照明,這個過程是將化學能轉化為光能和;人們普遍使用的干電池工作時是將化學能轉化為 .
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【題目】銅和鎂的合金4.6g完全溶于濃硝酸,若反應中硝酸被還原只產(chǎn)生4480mL的NO2氣體和336mL的N2O4氣體(都已折算到標準狀況),在反應后的溶液中,加入足量的氫氧化鈉溶液,生成沉淀的質量為( )
A.9.02 g
B.8.51 g
C.8.26 g
D.7.04 g
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【題目】據(jù)報道,我國擁有完全自主產(chǎn)權的氫氧燃料電池車將在北京奧運會期間為運動員提供服務。某種氫氧燃料電池的電解質溶液為KOH溶液。下列有關該電池的敘述不正確的是
A. 正極反應式為:O2+2H2O+4e-=4OH-
B. 工作一段時間后,電解質溶液中KOH的物質的量不變
C. 該燃料電池的總反應方程式為:2H2+O2=2H2O
D. 用該電池電解CuCl2溶液,產(chǎn)生2.24 L Cl2(標準狀況)時,有0.1 mol電子轉移
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【題目】向一個絕熱恒容密閉容器中通入CO(g)和H2O(g),一定條件下使反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)達到平衡,正反應速率隨時間變化的曲線如圖所示,由圖可得出的結論錯誤的是( )
A. 反應物濃度:a點大于c點
B. c點反應進行的程度最大
C. 該反應的正反應為放熱反應
D. Δt1=Δt2時,H2的產(chǎn)率:a~b段小于b~c段
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【題目】固體氧化物燃料電池是由美國西屋(Westinghouse)公司研制開發(fā)的。它以固體氧化鋯-氧化釔為電解質,這種固體電解質在高溫下允許氧離子(O2-)在其間通過。該電池的工作原理如下圖所示,其中多孔電極a、b均不參與電極反應。下列判斷正確的是( )
A. 有O2放電的a極為電池的負極
B. 有H2放電的b極為電池的負極
C. a極對應的電極反應為O2+2H2O+4e-===4OH-
D. b極對應的電極反應為2H2-4e-+4OH-===4H2O
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