甲烷燃料电池以铂丝为电极,KOH为电解质溶液,从两极分别通入甲烷和氧气即可产生电流。关于此燃料电池的下列叙述正确的是
A.通入CH 4的电极为正极 |
B.正极的电极反应式为:2O2 +8e - +4H2O=8OH- |
C.若甲烷通入量为1.12 L(标准状况)且反应完全,则电池中有0.1 mol O 2被氧化 |
D.通入甲烷的电极的电极反应式为:CH 4 +2O 2 + 4e - =CO 2+ 2H2O |
可用于电动车的铝—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
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 |
某二次电池充、放电的化学方程式为:2K2S2+KI3K2S4+3KI。与其它设备连接的电路如图示。当闭合开关K时,X附近溶液先变红。则下列说法正确的是
A.K+从右到左通过离子交换膜 |
B.A的电极反应式为:3I--2e-= I3- |
C.当有0.1 mol K+通过离子交换膜,X电极上产生气体1.12 L(标准状况下) |
D.电池充电时,B电极要与外电源的正极相连,电极上发生还原反应 |
近来,制备和利用氢气这一清洁能源已有多项成果。
(1)德国克莱斯公司成功研制了甲醇(CH3OH)制氢车载燃料电池工艺,其原理如下流程图所示:
①流程图中,甲醇与水在选择氧化器中反应生成二氧化碳和氢气,写出该反应的化学方程式
②该车载燃料电池的介质为碱性环境,请写出该燃料电池的正极反应式为
(2)美国Bay等工厂成功研制了以甲烷来制取氢气,其生产流程如下图:
①此流程的第Ⅱ步反应为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式K=
②此流程的第Ⅱ步反应的平衡常数随温度的变化如下表,在830 ℃、以表中的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有________(填实验编号)。
温度/℃ |
400 |
500 |
830 |
1 000 |
平衡常数K |
10 |
9 |
1 |
0.6 |
实验编号 |
n(CO) |
n(H2O) |
n(H2) |
n(CO2) |
A |
1 |
5 |
2 |
3 |
B |
2 |
2 |
1 |
1 |
C |
3 |
3 |
0 |
0 |
D |
0.5 |
2 |
1 |
1 |
③若400 ℃时,第Ⅱ步反应生成1 mol氢气的热效应值为33.2kJ,第Ⅰ步反应的热化学方程式为:CH4(g) + H2O(g) === 3H2(g) + CO(g) ΔH=-103.3 kJ·mol-1则400 ℃时,甲烷和水蒸反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为:
(3)我国科学家研究了常温下利用Pt等催化剂在可见光作用下使水分解制氢气的方法,下图是三种催化剂在光照分解水实验中的效果比较图。
要得出如图所示的实验结果,需要测定的实验数据是 ,本实验的目的是 。
我国科学家构建了一种双室微生物燃料电池,以苯酚(C6H6O)为燃料,同时消除酸性废水中的硝酸盐。下列说法正确的是
A.a为正极 |
B.左池电极反应式为C6H6O+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+ |
C.若右池产生0.672L气体(标况下),则转移电子0.15mol |
D.左池消耗的苯酚与右池消耗的NO3-的物质的量之比为28:5 |
铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池,电池结构如图所示,工作原理为
Fe3++Cr2+Fe2++Cr3+.下列说法一定正确的是( )
A.氧化性:Cr3+>Fe3+ |
B.电池放电时,负极的电极反应式为Fe2+﹣e﹣═Fe3+ |
C.充电时,阴极的电极反应式为Cr3++e﹣═Cr2+ |
D.电池放电时,Cl﹣从负极室穿过选择性透过膜移向正极室 |
甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的手机电池中的反应为2CH3OH+3O2+4OH-2CO32- +6H2O,有关说法正确的是
A.充电时化学能转化为电能 |
B.放电时,负极电极反应式为:CH3OH + 8OH-- 6e-=CO32- + 6H2O |
C.标况下,通入的11.2L氧气完全反应有1mol电子转移 |
D.充电时电解质溶液的碱性逐渐减小 |
人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O来制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图,下列说法不正确的是
A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程 |
B.催化剂a表面发生氧化反应,有O2产生 |
C.催化剂a附近酸性减弱,催化剂b附近酸性增强 |
D.催化剂b表面的反应是CO2 +2H++2e一=HCOOH |
被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效 率的特点.右图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶液为KOH 溶液,电极材料为疏松多孔石墨棒.当氧气和氢气分别连 续不断地从正、负两极通入燃料电池时,便可在闭合回路中不断地产生电流.试回答下列问题:
(1)写出氢氧燃料电池工作时负极反应方程式:
负极: 。
(2)为了获得氢 气,除了充分利用太阳能外,工业上利用石油产品与水在高温、催化剂作用下制取氢气.写出丙烷和 H2O 反应生成 H2 和 CO 的化学方程式:
(3)若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时,负极反应式为 : 电池总离子反应方程式为 。
(4)若将此燃料电池改进为直接以有机物 A 和氧气为原料进行工作,有机物 A 只含有 C、H、 O 三种元素,常用作有机合成的中间体。16.8 g 该有机物经燃烧生成 44.0 g CO2 和 14.4 g H2O ;质谱图表明其相对分子质量为 84,红外光谱分析表明 A 分子中含有 O—H 键和位于分子端的-C≡C-键,核磁共振氢谱有三个峰,峰面积为 6:1:1。A 的分子式是 A的结构简式是
甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成.电池的总反应式为2CH3OH+3O2+4OH-═2CO+6H2O.则下列说法正确的是
A.电池放电时通入空气的电极为负极 |
B.电池放电时负极的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O═CO2↑+6H+ |
C.由于CO水解显碱性,电池放电时,电解质溶液的pH逐渐增大 |
D.电池放电时每消耗1molCH3OH转移6mol电子 |
工业废水随意排放会造成严重污染,根据成分不同可采用不同的处理方法。
(1)电池生产工业废水中常含有Cu2+等重金属离子,常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去。已知室温下Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2。
①请用离子方程式说明上述除杂的原理______________________。
②FeS高温煅烧产生的SO2气体通入下列溶液中,能够产生沉淀的是_________(填序号)
A.Ba(NO3)2 B.BaCl2
C.Ba(OH)2 D.溶有NH3的BaCl2溶液
③已知元素在高价态时常表现氧化性,若在酸性CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加热,生成CuCl沉淀,则生成CuCl的离子方程式是___________。
(2)电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)时,在废水中加入适量NaCl,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在如下反应Cr2O72+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+ 以Cr(OH)3形式除去,下列说法不正确的是______(填序号)
A.阳极反应为Fe-2e-═Fe2+
B.电解过程中溶液pH减小
C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D.电路中每转移12 mol电子,最多有2mol Cr2O72-被还原
(3)废氨水可以转化成氨,氨再设计成碱性燃料电池。右图是该燃料电池示意图,产生的X气体可直接排放到大气中,a电极作_________极(填“正”“负”“阴”或“阳”),其电极反应式为___________。
镁-空气电池的工作原理如右图所示。下列说法不正确的是( )
A.工作一段时间后,c(Na+)变大 | B.电池工作时,OH-向a极移动 |
C.气体X 中N2的百分含量与空气相同 | D.电池总反应为2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2 |
2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系,下列叙述错误的是( )
A.a为电池的正极 |
B.电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2Ox+xLi |
C.放电时,a极锂的化合价发生变化 |
D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移 |
科学家们在研制一种吸气式的锂—空气电池,工作时吸收空气中的氧气在多孔金制成的正极表面上反应。总反应可表示为2Li+O2Li2O2下列有关说法正确的是
A.充电时,多孔金制成的电极外接电源负极 |
B.放电时,Li+从负极向正极移动 |
C.放电时,吸收空气中22.4 L的O2,就有2 mol e-从电池负极流出 |
D.该电池可使用含Li+的水溶液作电解质溶液 |