(1)甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
I:CH4 ( g ) + H2O ( g )=CO ( g ) + 3H2 ( g ) △H =+206.0 kJ·mol-1
II:CO ( g ) + 2H2 ( g )=CH3OH ( g ) △H=—129.0 kJ·mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为
(2)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用右图装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式 。
②写出除去甲醇的离子方程式 。
(3)写出以NaHCO3溶液为介质的Al—空气原电池的电极反应式
负极 。
碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)。则下列说法正确的是( )
A.电池工作时,MnO2发生还原反应 |
B.电池负极的电极反应式为:2MnO2+H2O+2e-→Mn2O3+2OH- |
C.电池工作时,K+移向负极 |
D.电池工作时,电路中每通过0.1mol电子,锌的质量理论上减少6.5g |
银锌电池(钮扣式电池)的两个电极分别是由氧化银与少量石墨组成的活性材料和锌汞合金构成,电解质为氢氧化钾溶液,电极反应为 Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O;
Ag2O+H2O+2e- = 2Ag+2OH- ;总反应为:Ag2O+Zn=2Ag+ZnO,下列判断正确的是( )
A.锌为正极,Ag2O为负极 | B.锌为负极,Ag2O为正极 |
C.原电池工作时,正极区PH减小 | D.原电池工作时,负极区PH增大 |
固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物作为电解质。其工作原理如右图所示:下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是 ( )
A.电极b为电池负极,电极反应式为O2+4e-=4O2-[
B.固体氧化物的作用是让电子在电池内通过
C.若H2作为燃料气,则接触面上发生的反应为H2+2OH--4e-=2H++H2O
D.若C2H4作为燃料气,则接触面上发生的反应为C2H4+6O2--12e-=2CO2+2H2O
一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为:CH3CH2OH – 4e- + H2O = CH3COOH + 4H+。下列有关说法正确的是( )
A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动 |
B.若有0.4mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48L氧气 |
C.电池反应的化学方程式为:CH3CH2OH + O2 = CH3COOH + H2O |
D.正极上发生的反应为:O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- |
高功率Ni/MH(M表示储氢合金)电池已经用于混合动力汽车。总反应方程式如下:
Ni(OH)2+MNiOOH+MH,下列叙述正确的是
A.放电时正极附近溶液的碱性增强 |
B.放电时负极反应为:M+H2O+e-===MH+OH- |
C.放电时阳极反应为:NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH- |
D.放电时每转移1 mol电子,正极有1 mol NiOOH被氧化 |
将纯锌片和纯铜片按图方式插入100 mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:
(1)下列说法正确的是____________。
A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置 |
B.乙中铜片上没有明显变化 |
C.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少 |
D.两烧杯中溶液的c(H+)均增小 |
(2)在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速度:甲____乙(填“>”、“<“或“=”)。
(3)当甲中产生1.12L(标准状况)气体时,通过导线的电子数目为_______________。
(4)当乙中产生1.12L(标准状况)气体时,将锌、铜片取出,再将烧杯中的溶液稀释至1 L,测得溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1(设反应前后溶液体积不变)。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为_________________ mol·L-1。
(5) 甲中锌片上发生的电极反应: _________________________;
(6) 若甲中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和铜片洗净干燥后称重,总质量为47 g,则:氢气的体积(标准状况)为________L。
一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍,可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为:
2CH3OH + 3O2+4OH-2CO32-+6H2O,则下列说法正确的是
A.构成该电池的正极和负极必须是两种活性不同的金属 |
B.充电时有CH3OH生成的电极为阴极 |
C.放电时电解质溶液的pH逐渐增大 |
D.放电时负极的电极反应为:CH3OH-6e-+8OH-= CO32-+6H2O |
据报道,最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍,可连续使用一个月才充一次电。
其电池反应为:2CH3OH + 3O2 + 4OH— 2CO32— + 6H2O,则下列说法错误的是
A.放电时CH3OH参与反应的电极为正极 |
B.充电时电解质溶液的pH逐渐增大 |
C.放电时负极的电极反应为:CH3OH-6e-+8OH-= CO32— + 6H2O |
D.充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子 |
镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是( )
A.充电时阳极反应:Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2O |
B.充电过程是化学能转化为电能的过程 |
C.放电时负极附近溶液的碱性不变 |
D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动 |
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 。
美国科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池,它以丙烷气体为燃料,每填充一次燃料,大约可连续24小时输出50 W的电力。一极通入空气,另一极通入丙烷气体,电解质是固态氧化物,在熔融状态下能传导O2-,下列对该燃料电池的说法不正确的是
A.在熔融电解质中,O2-由负极移向正极 |
B.电路中每通过5 mol电子,在标准状况下约有5.6 L丙烷被完全氧化 |
C.通丙烷的电极为电池负极,该极发生的电极反应式为C3H8-20e-+10O2-===3CO2+4H2O |
D.丙烷燃料电池的能量利用率比丙烷燃烧的能量利用率大 |
新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示:
回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为 、 ;
(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生,其中b电极上得到的是 ,电解氯化钠溶液的化学方程式为 ;
(3)若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为
(已知NA=6.02×1023mol-1,电子电荷为1.60×10-19C,列式表示即可),最多能产生的氯气体积为 L(标准状况)。
金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)( )
A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2+ + 2e—="=" Ni |
B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 |
C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和Zn2+ |
D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt |