一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入甲烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-.下列对该燃料电池说法正确的

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一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入甲烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在熔融状态下能传导O^2-.下列对该燃料电池说法正确的是（）

A．在熔融电解质中，O^2-由负极移向正极

B．在外电路，电流从甲烷所通电极流向空气所通电极

C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O₂-4e^-=2O^2-

D．通入甲烷的一极是负极，电极反应为： CH₄-8e^-+4O^2-=CO₂+2H₂O

答案

解析

在原电池中负极失去电子，发生氧化反应，所以负极通入甲烷，正极通入空气，得到电子，发生还原反应。电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以正负极的电极反应式分别是2O₂＋8e^－＝4O²^－、CH₄－8e^－4O²^－＝CO₂＋2H₂O，所以答案选D。

举一反三

（12分）（1）铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl₃可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。写出FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式；
若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极。
（2）铅蓄电池是常见的化学电源之一，其充电、放电的总反应是：
2PbSO₄ + 2H₂O

Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄
铅蓄电池放电时，         （填物质名称）在负极发生反应。放电过程中硫酸浓度由5mol/L下降到 4mol/L，电解液体积为2000mL（反应过程溶液体积变化忽略不计）；求放电过程中外电路中转移电子的物质的量为       mol。
（3）有人设计将两根Pt丝作电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入甲烷和氧气而构成燃料电池。则此燃料电池工作时，其电极反应式为：
负极：
正极：

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有人设计出利用CH₄和O₂的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH₄在O₂中燃烧，则下列说法正确的是（）
①在标准状况下，每消耗5.6L CH₄可以向外电路提供2mole^－
②通过甲烷电极的电极反应式为：CH₄+10OH^－－8e^－=CO₃²^－+7H₂O
③通过甲烷的电极为电池的正极，通过氧气的电极为负极
④电池放电后，溶液pH不断升高

A．①②

B．①③

C．①④

D．③④

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燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池的能量利用率可高达80%，产物污染也少。下列有关燃料电池说法错误的是（）

A．氨气燃料电池的电解质常用KOH溶液，其负极电极反应为：2NH₃－6e^－＋6OH^－＝N₂＋6H₂O

B．碱性甲烷燃料电池的正极反应为：O₂＋2H₂O＋4e^－＝4OH^－

C．燃料电池负极燃料失电子，发生还原反应

D．除纯氧外，空气中的氧气也可以作氧化剂

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“嫦娥1号”卫星上使用的一种高能电池——银锌蓄电池，其电池的电极反应式为：
Zn+2OH^--2e^-=ZnO+H₂O，Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-。据此判断氧化银是 (　　)

A．负极，被氧化	B．正极，被还原
C．负极，被还原	D．正极，被氧化

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（8分）下图是探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题：

（1）当电极a为Al、电极b为Cu、电解质溶液为稀硫酸时，负极的电极反应式为：。如果一电极质量减轻5.4 g，则另一极放出气体的体积为 L（标准状况）。
（2）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KOH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。
a 极发生电极反应式为：_____________________________。

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