近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下:请回答下列问题:(1)Pt(a)电极是电池的
题型:不详难度:来源:
近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下:
请回答下列问题: (1)Pt(a)电极是电池的 极,电极反应式为 ;Pt(b)电极发生 反应(填“氧化”或“还原”),电极反应式为 。 (2)电池的总反应方程式为 。 (3)如果该电池工作时电路中通过2 mol电子,则消耗的CH3OH有 mol。 |
答案
(1)负 2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+ 3O2+12H++12e-=6H2O (2)2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O (3) |
解析
从示意图中可以看出电极Pt(a)原料是CH3OH和水,反应后产物为CO2和H+,CH3OH中碳元素化合价为-2,CO2中碳元素化合价为+4,说明Pt(a)电极上CH3OH失去电子,电极Pt(a)是负极,则电极Pt(b)是正极,Pt(b)电极原料是O2和H+,反应后的产物为H2O,氧元素化合价由0→-2,发生还原反应,因为电解质溶液是稀H2SO4,可以写出电池总反应式为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,再写出较为简单的正极反应式:3O2+12e-+12H+=6H2O,用总反应式减去正极反应式即可得到负极反应式为:2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+。 |
举一反三
如图是模拟电化学反应装置图。下列说法正确的是( )
A.开关K置于N处,则铁电极的电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+ | B.开关K置于N处,可以减缓铁的腐蚀 | C.开关K置于M处,则铁电极的电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑ | D.开关K置于M处,电子从碳棒经开关K流向铁棒 |
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如图中,两电极上发生的电极反应如下:a极:Cu2++2e-=Cu;b极:Fe-2e-=Fe2+,则以下说法中不正确的是( )
A.该装置一定是原电池 | B.a极上一定发生还原反应 | C.a、b可以是同种电极材料 | D.该过程中能量的转换可以是电能转化为化学能 |
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以酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。
A.燃料电池工作时,正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH- | B.a极是铁,b极是铜时,b极逐渐溶解,a极上有铜析出 | C.a、b两极若是石墨,在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等 | D.a极是粗铜,b极是纯铜时,a极逐渐溶解,b极上有铜析出 |
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如图为一种微生物燃料电池结构示意图,关于该电池叙述正确的是
A.分子组成为Cm(H2O)n的物质一定是糖类 | B.微生物所在电极区放电时发生还原反应 | C.放电过程中,H+从正极区移向负极区 | D.正极反应式为:MnO2+4H++2e—=Mn2++2H2O |
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瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害,一种瓦斯分析仪(图甲)的传感器煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时可以显示。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如图乙所示,其中的固体电解质是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移动。下列有关叙述不正确的是
A.瓦斯分析仪工作时,电池内电路中电子由电极b流向电极a | B.电极b是正极,O2-由电极b流向电极a | C.电极a的反应式为:CH4 + 4O2- - 8e- = CO2 + 2H2O | D.当固体电解质中有1 molO2- 通过时,电子转移2 mol |
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