一、单项选择题:
26.(2015-2016学年河北省保定市定兴三中高二(上)第二次月考化学试卷)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置.图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是化学能→电能,在导线中电子流动方向为a→b(用a、b 表示).
(2)负极反应式为H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O.
(3)电极表面镀铂粉的原因为增大反应速率.
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】(1)氢氧燃料电池属于原电池,是将化学能转化为电能的装置;燃料电池中,通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极,电子从负极沿导线流向正极;
(2)碱性氢氧燃料电池中,负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水;
(3)反应物接触面积越大,反应速率越快.
【解答】解:(1)氢氧燃料电池属于原电池,是将化学能转化为电能的装置,所以该燃料电池中能量主要转化形式是化学能转化为电能;燃料电池中,通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极,电子从负极沿导线流向正极,所以通入氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极,电子流动方向为a到b,
故答案为:化学能→电能;a→b;
(2)碱性氢氧燃料电池中,负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水,电极反应式为H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O,故答案为:H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O;
(3)反应物接触面积越大,反应速率越快,电极表面镀铂粉能增大反应物的接触面积,所以能增大反应速率,故答案为:增大反应速率.
【点评】本题考查原电池原理,侧重考查化学基本理论,明确燃料电池中正负极的判断、电流及离子流向、电极反应式的书写即可解答,注意电极反应式与电解质溶液酸碱性有关,题目难度不大.
7.(2015-2016学年河北省保定市定兴三中高二(上)第二次月考化学试卷)燃料电池是利用燃料(如H2、CO、CH4等)与氧气反应,从而将化学能转化成电能的装置.下列关于甲烷燃料电池(NaOH溶液作电解质)的说法正确的是( )
A.正极反应为:O2+4H++4e﹣=2H2O
B.负极反应为:CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O
C.放电时,外电路中电子从正极流向负极
D.随着放电的进行,溶液的pH保持不变
【考点】化学电源新型电池.
【分析】燃料电池中,通入燃料的电极失电子发生氧化反应,电极反应式为:CH4+10 OH﹣﹣8e﹣═CO32﹣+7 H2O,所以为负极,通入氧化剂的电极得电子发生还原反应,电极反应式为:2 O2+4 H2O+8e﹣═8OH﹣,所以为正极;所以电池反应式为:2O2+CH4+2OH﹣═CO32﹣+3H2O,根据总反应式判断溶液的PH变化;由电子的流向,判断溶液中离子的移动方向.
【解答】解:A、正极通入氧化剂的电极得电子发生还原反应,电极反应式为:2 O2+4 H2O+8e﹣═8OH﹣,故A错误;
B、燃料电池中,通入燃料的一极为负极,负极上失电子发生氧化反应,甲烷失电子生成二氧化碳和水,二氧化碳能和碱反应生成碳酸盐和水,所以负极电极反应式为:CH4+10OH﹣﹣8e﹣═CO32﹣+7H2O,故B正确;
C、放电时,电子从负极经外电路流向正极,故C错误;
D、该电池的反应式为2O2+CH4+2OH﹣═CO32﹣+3H2O,消耗了溶液中的氢氧根离子,且有溶剂水生成,导致溶液中氢氧根离子的浓度降低,溶液的pH值变大,故D错误;
故选B.
【点评】本题考查原电池工作原理,题目难度中等,注意燃料电池中电极反应式的书写,应注意结合溶液的酸碱性书写电极反应式.
6.(2015-2016学年河北省保定市定兴三中高二(上)第二次月考化学试卷)肼(N2H4)﹣空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液.电池总反应为:N2H4+O2=N2↑+2H2O.下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是( )
A.负极的电极反应式是:N2H4+4OH﹣﹣4e﹣=4H2O+N2↑
B.正极的电极反应式是:O2+4H++4e﹣=2H2O
C.溶液中阴离子向正极移动
D.溶液中C﹙OH﹣﹚保持不变
【考点】化学电源新型电池.
【专题】电化学专题.
【分析】肼(N2H4)一空气燃料电池中,负极反应为:N2H4+4OH﹣﹣4e﹣=4H2O+N2↑,正极反应为:O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣,电池总反应为:N2H4+O2=N2↑+2H2O,以此解答题中A、B、C各问,原电池中,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动.程序
【解答】解:A、原电池中负极发生氧化反应,正极发生还原反应,负极反应为N2H4+4OH﹣﹣4e﹣=4H2O+N2↑,故A正确;
B、在碱性环境下,正极反应为:O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣,故B错误;
C、原电池中,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,故C错误;
D、电池总反应为N2H4+O2=N2↑+2H2O,原电池反应生成水,溶液浓度降低,故D错误;
故选A.
【点评】本题考查原电池的工作原理,题目难度不大,本题注意把握电极反应式的书写,正确判断离子的定向移动.
55.(2015-2016学年贵州省贵阳市乌当区新天学校高二(上)期中化学试卷)下列烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生大量气泡的是( )
A. B. C. D.
【考点】原电池和电解池的工作原理