如图是一种航天器能量储存系统原理示意图.在该系统中,白天利用太阳能电池(光-电转换装置)将太阳辐射能直接转换为电能,用于白天给航天设备中的用电器供电,并用装置X
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如图是一种航天器能量储存系统原理示意图. 在该系统中,白天利用太阳能电池(光-电转换装置)将太阳辐射能直接转换为电能,用于白天给航天设备中的用电器供电,并用装置X电解水;夜晚,装置Y中利用白天电解水而贮存的氢气、氧气在KOH溶液中发生电池反应,用于夜晚给航天设备中的用电器供电. (1)白天,装置X中电解水的化学方程式为______. (2)夜晚,装置Y中负极的电极反应式为______,正极的电极反应式为______. (3)有关该系统的下列说法,正确的是______(填选项) A.该系统中能量的最初来源是太阳能 B.装置X工作时电能完全转化为化学能 C.装置Y中的KOH的物质的量一直保持不变 D.该系统能实现物质的零排放,保护了太空环境.
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答案
(1)装置X中电解水的化学方程式为:2H2O=2H2↑+O2↑; 故答案为:2H2O=2H2↑+O2↑; (2)在装置Y中构成燃料电池,化学能转化为电能,作用于马达实现了电能与机械能的转化,氢氧燃料电池的负极上应是H2参加反应,氢气失电子发生氧化反应电解反应为:2H2+4OH--4e-=4H2O,正极是氧气参加反应,氧气得到电子发生还原反应,电解反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-; 故答案为:2H2+4OH--4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH- (3)A.装置X和Y实际上是存储了部分太阳能电池产生的电能,太阳能电池利用光能转化为电能可直接用于工作;马达实现了电能与机械能的转化;该系统中能量的最初来源是太阳能,故A正确; B.在装置X中,电解水生成H2、O2,实现了电能与化学能的转化;但装置X工作时电能不能完全转化为化学能,故B错误; C.装置Y中的电极反应为:2H2+4OH--4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,依据电极反应可知过程中的KOH的物质的量一直保持不变,故C正确; D.系统工作中是太阳能转化为电能,电能转化为化学能,过程中是水的转化反应关系应用,该系统能实现物质的零排放,保护了太空环境,故D正确; 故答案为:ACD; |
举一反三
下列叙述中错误的是( )A.电解池的阳极上发生氧化反应,阴极上发生还原反应 | B.原电池跟电解池连接后,电子从电池负极流向电解池阳极 | C.电镀时,电镀池里的阳极材料发生氧化反应 | D.电解饱和食盐水时,阴极得到氢氧化钠溶液和氢气 |
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电解原理在化学工业生产中有广泛的应用.如图为电解氯化铜溶液的电解池,X、Y为惰性电极板.下列有关说法正确的是( )A.X为负极,Y为正极 | B.Y极表面变红,质量增加 | C.阳极发生氧化反应:2Cl--2e-═Cl2↑ | D.电解时,溶液中电子的流向是:X→Y |
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用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液,电解一段时间后,向电解液中加入0.1mol碱式碳酸铜晶体(不含结晶水),恰好使溶液恢复到电解前的浓度和pH.下列有关叙述不正确的是( )A.电解过程产生的气体体积(在标准状况下)为5.6L | B.电解过程转移的电子数为3.612×1023个 | C.加入碱式碳酸铜的反应是:Cu2(OH)2CO3+2H2SO4═2CuSO4+CO2↑+3H2O | D.电解过程只发生了2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 |
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用惰性电极在一定温度下电解某Na2SO4饱和溶液,当两极共产生标准状况下67.2L气体时,从溶液中析出64.4gNa2SO4•10H2O晶体.则剩余溶液的溶质质量分数约是( )A.64.7% | B.47.5% | C.32.2% | D.28.3% |
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某水溶液中含有等物质的量浓度的Cu(NO3)2和MgCl2,对该溶液以惰性电极进行电解,分阶段写出电解反应的化学方程式. 第一阶段的反应:______; 第二阶段的反应:______. |
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