【題目】氫能是一種新型能源,氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率高。某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如圖A所示的氫氧燃料電池裝置,電流由石墨極(C)經(jīng)外電路流向鉑極(Pt)。

請(qǐng)回答下列問題:

(1)向圖A裝置中充入氫氣的一極是____(填“鉑極”或“石墨極”),電子流向是________

(2)A裝置在能量轉(zhuǎn)化過程中,負(fù)極的電極反應(yīng)式為________

(3)若A裝置消耗11.2L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況),理論上有____molH+從交換膜________側(cè)向________側(cè)遷移(填“左”或“右”)。

(4)某金屬合金是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)氫材料,金屬氫化物鎳電池(MH-Ni電池)具有廣泛應(yīng)用價(jià)值。如圖BKOH為電解質(zhì),電池反應(yīng)為NiOOH+MHNi(OH)2+M。在放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為________。

【答案】鉑極 由鉑極流出經(jīng)外電路流向石墨極 H2-2e=2H+ 2 NiOOH+e+H2O=Ni(OH)2+OH-

【解析】

裝置A為燃料電池,燃料電池中,通入燃料的一極為負(fù)極,通入空氣或氧氣的一極為正極,則氫氧燃料電池中,通入燃料氫氣的一極為負(fù)極,電極反應(yīng)為:H2-2e=2H+,通入氧氣的一極為正極,電極反應(yīng)為:O2+4e-+4H+=2H2O,原電池中,電流由正極流向負(fù)極,電子的流向與電流方向相反,據(jù)此分析解答;

裝置B為金屬氫化物鎳電池(MH-Ni電池),根據(jù)電池總反應(yīng)電池反應(yīng)為NiOOH+MHNi(OH)2+M,放電時(shí),正極得電子,發(fā)生還原反應(yīng),據(jù)此分析解答。

(1)根據(jù)分析,氫氧燃料電池中,通入燃料氫氣的一極為負(fù)極,原電池中,電流由正極流向負(fù)極,已知電流由石墨極(C)經(jīng)外電路流向鉑極(Pt),則石墨極(C)為正極,鉑極(Pt)負(fù)極,則A中充入氫氣的一極是鉑極,電子流向與電流的方向相反,則電流是由鉑極流出經(jīng)外電路流向石墨極;

(2)因?yàn)殡娊赓|(zhì)為硫酸,所以,A裝置在能量轉(zhuǎn)化過程中,負(fù)極的電極反應(yīng)式為H2-2e=2H+;

(3)根據(jù)電極反應(yīng):O2+4e-+4H+=2H2O、H2-2e=2H+,消耗1mol即標(biāo)況下22.4L氧氣,轉(zhuǎn)移4mol電子,產(chǎn)生4molH+,則A裝置消耗11.2L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況),理論上負(fù)有2molH+產(chǎn)生,而正極消耗2molH+,并且使用的是質(zhì)子交換膜,則有2molH+從交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移;

(4)原電池放電時(shí),正極得電子,發(fā)生還原反應(yīng),根據(jù)電池總反應(yīng)電池反應(yīng)為NiOOH+MHNi(OH)2+M可知,Ni元素由+4價(jià)變?yōu)?/span>+2價(jià),得電子被還原,則正極的電極反應(yīng)式為NiOOH+e+H2O=Ni(OH)2+OH-。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】X、YZ、M 均為中學(xué)化學(xué)中常見物質(zhì),一定條件下它們之間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其它產(chǎn)物已略去)。下列說法中不正確的是(

A. M 是單質(zhì)鐵,則 Z 溶液可能是 FeCl2 溶液

B. M 是氫氧化鈉,則 X 水溶液呈酸性

C. M 是氧氣,則 XZ 的相對(duì)分子質(zhì)量可能相差 48

D. M 是強(qiáng)氧化性的單質(zhì),則 X 可能是金屬鋁

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na—CO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液,鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料,電池的總反應(yīng)為:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說法錯(cuò)誤的是

A. 放電時(shí),ClO4向負(fù)極移動(dòng)

B. 充電時(shí)釋放CO2,放電時(shí)吸收CO2

C. 放電時(shí),正極反應(yīng)為:3CO2+4e =2CO32-+C

D. 充電時(shí),正極反應(yīng)為:Na++e=Na

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知A為石油裂解的主要產(chǎn)物,相對(duì)分子質(zhì)量為28。B為氣體,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.965g·L-1。DF互為同分異構(gòu)體,F是環(huán)狀化合物。G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:。在一定條件下,它們有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

請(qǐng)回答

(1)E中所含官能團(tuán)名稱________。

(2)BF反應(yīng)生成G的反應(yīng)類型________。

(3)C→D的化學(xué)方程式________。

(4)下列說法正確的是________。(填編號(hào))

A.AO2在催化劑作用下反應(yīng)也可以生成D B.不可以用金屬鈉檢驗(yàn)C中是否含有少量水

C.可以用NaHCO3溶液鑒別C、D、E的水溶液 D.G可以在NaOH溶液或稀硫酸中發(fā)生水解

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】11807年,英國(guó)化學(xué)家戴維在研究中發(fā)現(xiàn):電解條件下可把水分解成H2O2。他設(shè)想用電解的方法從KOH、NaOH中分離出KNa。最初,戴維用飽和KOH溶液進(jìn)行電解,不料還是得到H2O2。這時(shí),他考慮在無水條件下繼續(xù)這項(xiàng)實(shí)驗(yàn),但是,實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的金屬液珠一接觸空氣就立即燃燒起來;這時(shí),他又考慮在________條件下電解熔融的KOH繼續(xù)實(shí)驗(yàn),最后他終于成功地得到了銀白色的金屬鉀。

2)最近,德國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了銣原子氣體超流體態(tài)與絕緣態(tài)的可逆轉(zhuǎn)換,該成果將在量子計(jì)算機(jī)研究方面帶來重大突破。已知銣?zhǔn)?/span>37號(hào)元素,質(zhì)量數(shù)是85。根據(jù)材料回答下列問題:

Ⅰ.銣位于元素周期表的第________周期________族。

Ⅱ.關(guān)于銣的下列說法中正確的是________(填序號(hào),下同)。

與水反應(yīng)比鈉更劇烈 ②Rb2O在空氣中易吸收水和二氧化碳 ③Rb2O2與水能劇烈反應(yīng)并釋放出O2它是極強(qiáng)的還原劑 ⑤RbOH的堿性比同濃度的NaOH

Ⅲ.現(xiàn)有銣和另一種堿金屬形成的合金5g,與足量水反應(yīng)時(shí)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體2.24 L,則另一堿金屬可能是________(填元素符號(hào))。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氮、鉻及其相關(guān)化合物用途非常廣泛;卮鹣铝袉栴}:

(1)基態(tài)N原子的核外電子排布式為___,Cr位于元素周期表第四周期___族。

(2) CrK位于同一周期且最外層電子數(shù)相同,兩種元素原子第一電離能的大小關(guān)系為___Crcl3的熔點(diǎn)(83)CrF3的熔點(diǎn)(1100)低得多,這是因?yàn)?/span>___。

(3) Cr的一種配合物結(jié)構(gòu)如圖所示:

①陰離子C1O4的空間構(gòu)型為___形。

②配離子中,中心離子的配位數(shù)為___,N與中心原子形成的化學(xué)鍵稱為___鍵。

③配體H2 NCH2 CH2 NH2(乙二胺)中碳原子的雜化方式是______ ,分子中三種元素電負(fù)性從大到小的順序?yàn)?/span>___

(4)氮化鉻的熔點(diǎn)為1770℃,它的一種晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,其密度為5. 9 g·cm 3,氮化鉻的晶胞邊長(zhǎng)為___(列出計(jì)算式)nm.

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【題目】已知X、YZ都是短周期的元素,它們的原子序數(shù)依次遞增,X原子的電子層數(shù)與它的核外電子總數(shù)相同,而Z原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的三倍,YZ可以形成兩種以上氣態(tài)化合物,則

1X的化學(xué)式是_____Y的化學(xué)式是_____Z的名稱是_____。

2)由YZ組成,且YZ質(zhì)量比為720的化合物的化學(xué)式(分子式)是_____。

3)由X、YZ中的兩種元素組成,且與X2Z分子具有相同電子數(shù)的一種陽(yáng)離子是_____。

4)由X、Y、Z元素按原子個(gè)數(shù)比為423組成的化合物,該化合物的化學(xué)式(分子式)是_____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(Ga)與鋁同主族,曾被稱為類鋁,其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業(yè)制備鎵的流程如圖所示:

下列判斷不合理的是(

A. AlGa均處于ⅢAB. Ga2O3可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3

C. 酸性:Al(OH)3Ga(OH)3D. Ga(OH)3可與NaOH反應(yīng)生成NaGaO2

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【題目】X、Y混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)aX(g)+bY(g) cZ(g) ΔH<0;達(dá)到化學(xué)平衡后,測(cè)得X氣體的濃度為0.5 mol/L;恒溫條件下將密閉容器的容積擴(kuò)大一倍并再次達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得X氣體的濃度為0.3 mol/L。則下列敘述正確的是

A.平衡向右移動(dòng) B.a(chǎn)+b>c

C.Y的轉(zhuǎn)化率提高 D.Z的體積分?jǐn)?shù)增加

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