设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是本世纪最富有挑战性的课题之一.最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸气,电池的电解质是掺杂了Y

设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是本世纪最富有挑战性的课题之一.最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸气,电池的电解质是掺杂了Y

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设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是本世纪最富有挑战性的课题之一.最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸气,电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-,回答如下问题:
(1)以丁烷(C4H10)为汽油代表,这个电池放电时发生反应的化学方程式是______;
(2)这个电池负极发生的反应是:C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O,正极发生的电极反应方程式是:______;固体电解质里O2-向______极移动; 向外电路释放的电子的电极是______极;
(3)人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是:______;
(4)汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生______堵塞电极的气体通道,有人估计,完全避免这种副反应至少还需10年,这正是新一代化学家的历史使命.
答案
(1)燃料电池的总反应和燃料燃烧的化学方程式一致,电池总反应为2C4H10+13O2═8CO2+10H2O,
故答案为:2C4H10+13O2═8CO2+10H2O;
(2)极发生还原反应,总反应减负极反应可得正极反应式,为O2+4e-=2O2-;原电池工作时,阴离子向负极移动,电子从负极经外电路流向正极故答案为:O2+4e-=2O2-; 负; 负;
(3)原电池具有能量利用率高的特点,而燃烧时化学能转变为热能和光能,
故答案为:燃料电池具有较高的能量利用率;
(4)烷不完全氧化会生成碳粒,从而堵塞电极的气体通道,故答案为:碳粒或C.
举一反三
(1)我国首创的海洋电池,总反应为:4A1+3O2+6H2O=4A1(OH)3,负极为:______,负极发生:______反应(填“氧化”或“还原”);正极为铂网,______(填“电子”或“电流”)从铂极流出;海水为电解质溶液,海水中的Na+移向______(填“正极”或“负极”).
若电路中转移3mol电子,则负极材料质量减少______克
(2)航天技术使用氢氧电池具有高能、轻便,不污染优点,氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,它们放电时的电池总反应式均可表示为:2H2+O2=2H2O.酸式氢燃料电池的电解质是酸、其负极反应为:2H2-4e-=4H+,则正极反应为______;
碱式氢氧燃料电池的电解质是碱,其正极反应表示为:O2+2H2O+4e-=4OH-,则负极反应为:______.
(3)如右图:若A为铜片,B为铁片,电解质为FeCl3溶液,则作铜片为______极(填正或负),写出电极反应式:正极______负极______.魔方格
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碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用.锌-锰干电池以KOH溶液为电解液,电池总反应式为:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是(  )
A.电池工作时,锌失去电子
B.外电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上减少6.5g
C.电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-
D.电池工作时,电子由正极通过导线流向负极
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某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下:
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编号电极材料电解质溶液电流指针偏转方向
1Mg   Al稀盐酸偏向Al
2Al   Cu稀盐酸偏向Cu
3Al  石墨稀盐酸偏向石墨
4Mg   AlNaOH溶液偏向Mg
5Al   Zn浓硝酸偏向Al
在铜锌原电池中,以硫酸铜为电解质溶液.锌为______极,电极上发生的是______反应(“氧化”或“还原”),电极反应式为______,铜为______极,电极反应式是______.
按要求完成下列原电池电极反应式或总反应的化学方程式.
(1)我国发射的“神舟”六号载人飞船是采用先进的甲烷电池为电能的,该电池以KOH溶液为电解质,其总反应的化学方程式为:CH4+2O2+2OH-﹦CO32-+3H2O,则:①负极上的电极反应为______;②当消耗标准状况下的O216.8升时,有______mol电子发生转移.
(2)用Fe和Cu作电极材料,以浓HNO3为电解质溶液构成的原电池,则负极的电极反应式为______;总反应为______.