(10分)科学家预言,燃料电池将是2l世纪获得电力的重要途径。一种甲醇燃料电池是采用铂或炭化钨作电极,在硫酸电解液中直接加入净化后的甲醇。同时向一个电极通入空气
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(10分)科学家预言,燃料电池将是2l世纪获得电力的重要途径。一种甲醇燃料电池是采用铂或炭化钨作电极,在硫酸电解液中直接加入净化后的甲醇。同时向一个电极通入空气。 回答如下问题: (1)配平电池放电时发生的化学反应方程式: □CH3OH+□O2→□CO2+□H2O (2)在硫酸电解液中,CH3OH(C为-2)失去电子。此电池的正极发生的反应是 ,负极发生的反应是 。 (3)电解液中的H+向 极移动;向外电路释放电子的电极是 。 (4)比起直接燃烧燃料产生电力,使用燃料电池有许多优点,其主要有两点:首先燃料电池的能量转化效率高,其次是 。 (5)甲醇燃料电池与氢氧燃料电池相比.其主要缺点是甲醇燃料电池的输出功率较低.但其主要优点是 。 |
答案
(1)2 3 2 4 (2)O2+4H++4e-===2H2O CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+ (3)正 负极 (4)减少污染 (5)甲醇比H2廉价,甲醇是液态(常温下),易于运输和保存 |
解析
(1)甲醇中碳原子是-2价的,氧化产物中碳原子是+4价的,所以1mol甲醇失去6mol电子,而1mol氧气只能得到4mol电子,所以氧化剂和还原剂的物质的量之比是3︰2,所以方程式为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O. (2)在原电池中较活泼的金属作负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极上,所以溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。正极得到电子,发生还原反应。所以氧气再正极通入,甲醇再负极通入。由于是酸性溶液,所以电极反应式分别为)O2+4H++4e-===2H2O、CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+。 (3)原电池中阳离子向正极移动,负极失去电子,向外电路释放电子。 (3)由于生成物是水和CO2,没有污染。 (4)由于甲醇比H2廉价,且甲醇是液态(常温下),易于运输和保存。 |
举一反三
右图为番茄电池,下列说法正确的是( )
A.一段时间后,锌片质量会变小 | B.铜电极附近会出现蓝色 | C.电子由铜通过导线流向锌 | D.锌电极是该电池的正极 |
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如果把2FeCl3 + Cu → 2FeCl2 + CuCl2设计成原电池,则在正极上生成的离子是 |
图为番茄电池,下列说法正确的是A.一段时间后,锌片质量会变小 | B.一段时间后,铜片质量会变小 | C.电子由铜通过导线流向锌 | D.锌电极是该电池的正极 |
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氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质的这种电池在使用时的电极反应如下:2H2+4OH--4e- ==4H2O O2+2H2O+4e-==4OH-下列说法错误的是A.氢气通入正极,氧气通入负极 | B.燃料电池的能量转化率不能达到100% | C.供电时的总反应为:2H2+O2 ="===" 2H2O | D.产物为无污染的水,属于环境友好电池 |
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(8分)由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验,已知用C与B相连作电极放入硫酸铜溶液中B溶解。根据实验现象填表:
装置
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| 现象
| 金属A断溶解
| C的质量增加
| A上有气体产生
| 正极反应式
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| 四种金属活动性有强到弱的顺序:
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