科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航天航空。如图1所示装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在两极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是
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科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航天航空。如图1所示装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在两极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导阳极生成的O2-离子(O2+4e-―→2O2-)。
(1)c电极的名称为 ,d电极上的电极反应式为 。 (2)如图2所示用惰性电极电解100 mL 0.5 mol·L-1CuSO4溶液,a电极上的电极反应式为 ,若a电极产生56 mL(标准状况)气体,则所得溶液的pH= (不考虑溶液体积变化),若要使电解质溶液恢复到电解前的状态,可加入 (填序号)。 a.CuO b.Cu(OH)2 c.CuCO3 d.Cu2(OH)2CO3 |
答案
(1)正极 CH4+4O2--8e-=CO2↑+2H2O (2)4OH--4e-=2H2O+O2↑ 1 ac |
解析
(1)原电池中电流的方向是从正极流向负极,故c电极为正极;d电极为负极,通入的气体为甲烷,d电极反应式为:CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O。 (2)用惰性电极电解CuSO4溶液时,阳极(a电极)反应式:4OH--4e-=2H2O+O2↑;阴极反应式:2Cu2++4e-=2Cu, n(O2)==2.5×10-3mol。 线路中转移电子的物质的量为2.5×10-3 mol×4=0.01 mol,溶液中c(H+)==0.1 mol/L, pH=-lg 0.1=1。加入CuO或CuCO3与溶液中的H+反应,可使电解质溶液恢复到电解前的状态。 |
举一反三
番茄汁显酸性,在番茄上平行地插入铜片和锌片形成一个原电池,如图所示。以下叙述正确的是( )
A.铜片上发生氧化反应 | B.锌片为正极,铜片为负极 | C.锌片为阴极,铜片为阳极 | D.番茄汁起电解质溶液的作用 |
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某原电池装置如图所示。下列有关叙述中,正确的是( )
A.Fe作正极,发生氧化反应 | B.负极反应:2H++2e-=H2↑ | C.工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不变 | D.工作一段时间后,NaCl溶液中c(Cl-)增大 |
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如图所示,甲、乙两装置电极材料都是铁棒与碳棒,请回答下列问题:
(1)若两装置中均为CuSO4溶液,反应一段时间后: ①有红色物质析出的是甲装置中的 棒,乙装置中的 棒。 ②乙装置中阳极的电极反应式是: 。 (2)若两装置中均为饱和NaCl溶液: ①写出乙装置中总反应的离子方程式: 。 ②甲装置中碳极的电极反应式是 ,乙装置碳极的电极反应属于 (填“氧化反应”或“还原反应”)。 ③将湿润的淀粉KI试纸放在乙装置碳极附近,发现试纸变蓝,解释其原因: 。 |
某原电池的总反应的离子方程式是Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu,该原电池的组成正确的是:
| A
| B
| C
| D
| 正极
| Zn
| Ag
| Cu
| Cu
| 负极
| Cu
| Cu
| Zn
| Zn
| 电解质溶液
| CuCl2
| H2SO4
| CuSO4
| FeCl2
| |
原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步,是化学对人类的一项重大贡献。 (1)现有如下两个反应:A.NaOH+HCl=NaCl+H2O;B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 判断能否设计成原电池A. ,B. 。(填“能”或“不能”) (2)将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:
①下列说法正确的是 。 A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B.乙中铜片上没有明显变化 C.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少 D.两烧杯中溶液的pH均增大 ②在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速度:甲 乙(填“>”、“<“或“=” ) ③请写出图中构成原电池的负极电极反应式 。 ④当乙中产生1.12L(标准状况)气体时,将锌、铜片取出,再将烧杯中的溶液稀释至1 L,测得溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1(设反应前后溶液体积不变)。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为 。 (3)燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂(如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池,以电极a为正极,电极b为负极,氢气为燃料,采用氢氧化钠溶液为电解液;则氢气应通入 极(填a或b,下同),电子从 极流出。 |
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