零排放燃料电池曾被美国《时代》杂志列为21世纪改变人类生活的十大新科技之首。其中最具代表意义的质子交换膜燃料电池的工作原理如图所示，其中电极a、b均为多孔活性铂

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零排放燃料电池曾被美国《时代》杂志列为21世纪改变人类生活的十大新科技之首。其中最具代表意义的质子交换膜燃料电池的工作原理如图所示，其中电极a、b均为多孔活性铂电极。下列说法中不正确的是

A．a极为该电池的负极

B．该电池的正极反应式为O₂ + 4H⁺ + 4e^－＝2H₂O

C．该电池的能量转化主要形式是化学能转化为电能

D．H⁺（质子）由正极移动至负极

答案

解析

根据装置图可知，a电极通入的是氢气，因此a电极是负极，选项A正确；正极通入的是氧气，由于质子交换膜允许质子通过，所以选项B正确；原电池是把化学能转化为电能的装置，所以选项C正确；原电池中阳离子向正极移动，选项D不正确，答案选D。

举一反三

把a、b、c、d四块金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电池。若a、b 相连时a为负极；c、d相连时电流方向由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b极发生氧化反应，由此判断四种金属的活动性顺序由强到弱为 ( )

A．a＞b＞c＞d

B．b＞d＞c＞a

C．c＞a＞b＞d

D．a＞c＞d＞b 

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理论上不能设计为原电池的化学反应是（）

A．CH₄(g)＋2O₂(g)

CO₂(g)＋2H₂O(1)；△H＜0

B．HNO₃(1)＋NaOH(1)

NaNO₃(1)＋H₂O(1)；△H＜0

C．2H₂(g)＋O₂(g)

2H₂O(1)；△H＜0

D．2FeCl₃(1)＋Fe(s)==3FeCl₂(1)；△H＜0

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（9分）下图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：

(1)M电极的材料是，N的电极电极反应式为：；乙池的总反应式是，通入甲烷的铂电极上发生的电极反应式为 __________________________ 。
(2)在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消耗氧气为 L（标准状况下）；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池中溶液的H⁺的浓度为。

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（6分）（1）X、Y、Z三种金属，X、Y组成原电池，X是负极；把Y放在Z的硝酸盐溶液中，Y表面有Z析出。其活泼顺序是_________________；
（2）由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8 kJ，写出该反应的热化学方程式：___________________________ _______。
(3)下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是

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(12分)氢氧燃料电池是将H₂通入负极，O₂通入正极而发生电池反应的，其能量转换率高。
(1)若电解质溶液为KOH，其正极反应为____________________________，
负极反应为__________________________________________;
(2)若电解质溶液为硫酸，其正极反应为______________________，负极反应为_________________;若在常温下转移2mol电子，可产生水质量为_________g。
(3)还有一个很大的优点是。

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