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K2

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K2

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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。

答案
(1)CH4+4CO-8e===5CO2+2H2O 负
(2)CH3OH+8OH-6e===CO+6H2O 16
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。
举一反三
热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为:PbSO4+2LiCl+Ca = CaCl2+Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是
A.正极反应式:Ca + 2Cl-2e= CaCl2
B.放电过程中,Li+向负极移动
C.每转移0.1mol电子,理论上生成20.7 g Pb
D.常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转

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用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是
A.a端是直流电源的负极
B.通电使CuCl2发生电离
C.阳极上发生的反应:Cu2++2e-=Cu
D.通电一段时间后,在阴极附近观察到黄绿色气体

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将右图所示实验装置的 K 闭合,下列判断正确的是
A.Cu 电极上发生还原反应
B.电子沿 Zn→a→b→Cu 路径流动
C.片刻后甲池中c(SO42-)增大
D.片刻后可观察到滤纸b点变红色

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一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为:CH­3CH2OH – 4e- + H2O = CH3COOH + 4H+。下列有关说法正确的是
A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动
B.若有0.4mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48L氧气
C.电池反应的化学方程式为:CH3CH2OH + O2 = CH3COOH + H2O
D.正极上发生的反应为:O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-

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①②③④ 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池 ,①②相连时,外电路电流从②流向① ;①③相连时,③为正极,②④相连时,②有气泡逸出 ;③ ④ 相连时,③ 的质量减少 ,据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是
A  ①③②④              B  ①③④②           
C  ③ ④ ②①           D  ③ ① ②④  
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