(Ⅰ)21世纪最富有挑战性的课题之一是使汽油氧化直接产生电流。新研制的某汽油燃料电池的工作原理为:一个电极通入空气,另一电极通入汽油蒸气,掺杂了Y2O3的ZrO
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(Ⅰ)21世纪最富有挑战性的课题之一是使汽油氧化直接产生电流。新研制的某汽油燃料电池的工作原理为:一个电极通入空气,另一电极通入汽油蒸气,掺杂了Y2O3的ZrO2晶体作电解质,它在高温下传导 O2-离子。填写下列空白。 (1)汽油燃料电池的能量转化率比汽油在发动机里燃料产生动力的能量转化率 __________(填“高”或“低”)。 (2)若用丁烷(C4H10)代表汽油,则该燃料电池总反应的化学方程式为:____________________通入空气的电极为__________极(填“正”或“负”),其电极反应式为:__________________________。 (3)该汽油燃料电池的不足之处是汽油被氧化不完全,产生的______可能堵塞气体通道。 (Ⅱ)古代铁器(埋藏在地下)在严重缺氧的环境中,仍然锈蚀严重(电化学腐蚀)。原因是一种叫做硫酸盐还原菌的细菌,能提供正极反应的催化剂,可将土壤中的SO42-还原为S2-,该反应放出的能量供给细菌生长、繁殖之需。 (4)写出该电化学腐蚀的正极反应的电极反应式:_________________。 (5)文物出土前,铁器表面的腐蚀产物可能有(写化学式) _________________。 |
答案
(1)高 (2)2C4H10+13O2==8CO2+10H2O;正;O2+4e-==2O2- (3)炭 (4)SO42-+8e-+4H2O==S2-+8OH- (5)Fe(OH)2,FeS |
举一反三
(1)今有2H2+O22H2O反应,构成燃料电池,则负极通的应是________,正极通的应是 ________,电极反应式为__________________、_________________。 (2)如把KOH改为稀H2SO4作电解质溶液,则电极反应式为__________________、 __________________。(1)和(2)的电解液不同,反应进行后,其溶液的pH各有何变化?__________________________。 (3)如把H2改为甲烷、KOH作导电物质,则电极反应式为:_________________、________________。 |
可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是 |
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A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:O2+2H2O+4e-→4OH- B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:Al+3OH--3e-→Al(OH)3↓ C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变 D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极 |
用二根铂丝作电极插入KOH溶液中,分别向两极通入甲烷和氧气,可作为一种燃料电池的模拟装置。试判断下列说法正确的是 |
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A. 通氧气的铂极为负极 B. 此电池反应为CH4+2O2==CO2+2H2O C. 此电池放电时,KOH浓度不变 D. 此电池放电时,KOH浓度减小 |
燃料电池是一种连续地将燃料(如:氢气、甲烷、乙醇等物质)和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80% (一般柴油发电机只有40%左右),产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是 |
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A.上述燃料电池工作时氢气、甲烷、乙醇等物质发生的反应均为氧化反应 B.氢氧燃料电池常用于航天飞行器,原因之一是该电池的产物为水,经过处理之后可供宇航员使用 C.乙醇燃料电池的电解质常用KOH,则电池工作时的负极反应为C2H5OH-12e-=2CO2↑+3H2O D.甲烷燃料电池的电解质若用H2SO4,则电池工作时H+向充入O2的一极移动 |
下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是 |
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A.该系统中只存在3种形式的能量转化 B.装置Y中负极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH- C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化 |
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