可以將氧化還原反應(yīng)2H2+O22H2O設(shè)計成原電池。

(1)利用氫氣和氧氣、氫氧化鉀溶液構(gòu)成燃料電池,則負極通的氣體應(yīng)是　　　　　　　,正極通的氣體就是　　　　,電極反應(yīng)為:正極　　　　　　　,負極　　　　　　　　。 

(2)如果把KOH改為稀硫酸作電解質(zhì),則電極反應(yīng)為:正極:　　　　　　,負極:　　　　　　　　。 

(3)(1)和(2)的電解質(zhì)溶液不同,反應(yīng)進行后,其溶液的pH各有何變化?　　　　　　　　　　。 

(4)如把H2改為甲烷,KOH溶液作電解質(zhì)溶液,則電極反應(yīng)為:正極:　　　　　　　　　　,負極:　　　　　　　　　　。 

 

(1)H2　O2　O2+2H2O+4e-4OH-　H2+2OH--2e-2H2O

(2)O2+4H++4e-2H2O　2H2-4e-4H+

(3)前者變小,后者變大

(4)2O2+4H2O+8e-8OH-　CH4+10OH--8e-C+7H2O

【解析】(1)根據(jù)電池反應(yīng)可知在反應(yīng)中H2被氧化,O2被還原。H2應(yīng)該在負極上反應(yīng),O2應(yīng)該在正極上反應(yīng),又因為是堿性溶液不可能有H+參加或生成,故負極的電極反應(yīng)為2H2+4OH--4e-4H2O,正極的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-。

(2)若將電解質(zhì)溶液換為酸性溶液,此時應(yīng)考慮不可能有OH-參加或生成,故負極的電極反應(yīng)為2H2-4e-4H+,正極的電極反應(yīng)為O2+4H++4e-2H2O。

(3)由于前者在堿性條件下反應(yīng),KOH的量不變,但工作時H2O增多,故溶液變稀,pH將變小;而后者為酸溶液,H2SO4的量不變,H2O增多,故溶液變稀,pH將變大。

(4)如把H2改為甲烷,KOH溶液作電解質(zhì),則正極反應(yīng)為2O2+4H2O+8e-8OH-;負極反應(yīng)為CH4+10OH--8e-C+7H2O,此時不會有CO2放出。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源：2014年高二化學(xué)人教版選修四 6影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素練習(xí)卷（解析版） 題型：填空題

某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中,發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題:

(1)上述實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有 　________________________________; 

(2)要加快上述實驗中氣體產(chǎn)生的速率,還可采取的措施有　　　　　　　　　　　　(答兩種); 

(3)為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響,該同學(xué)設(shè)計了如下一系列實驗。將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應(yīng)容器中,收集產(chǎn)生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需時間。

　　　　　　實驗

混合溶液　　　　　ABCDEF

4 mol·L-1 H2SO4溶液/mL30V1V2V3V4V5

飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620

H2O/mLV7V8V9V10100

 

①請完成此實驗設(shè)計,其中:V1=　　　　,V6=　　　　,V9=　　　　; 

②反應(yīng)一段時間后,實驗A中的金屬呈　　　　色,實驗E中的金屬呈　　　　色; 

③該同學(xué)最后得出的結(jié)論為:當(dāng)加入少量CuSO4溶液時,生成氫氣的速率會大大提高。但當(dāng)加入的CuSO4溶液超過一定量時,生成氫氣的速率反而會下降。請分析氫氣生成速率下降的主要原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2014年高二化學(xué)人教版選修四 3燃燒熱 能源練習(xí)卷（解析版） 題型：選擇題

充分燃燒一定量的丁烷氣體放出的熱量為Q。完全吸收它生成的CO2氣體生成正鹽,需5 mol·L-1的KOH溶液100 mL,則丁烷的燃燒熱為(　　)

A.16QB.8QC.4QD.2Q

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2014年高二化學(xué)人教版選修四 22電解原理的應(yīng)用練習(xí)卷（解析版） 題型：選擇題

某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器,用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液,通電時,為使Cl2被完全吸收制得有較強殺菌能力的消毒液,設(shè)計了如圖所示的裝置,以下對電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是(　　)

 

A.a為正極,b為負極;NaClO和NaCl

B.a為負極,b為正極;NaClO和NaCl

C.a為陽極,b為陰極;HClO和NaCl

D.a為陰極,b為陽極;HClO和NaCl

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2014年高二化學(xué)人教版選修四 21電解原理練習(xí)卷（解析版） 題型：選擇題

某學(xué)生設(shè)計了一個“黑筆寫紅字”的趣味實驗。濾紙先用氯化鈉、無色酚酞的混合液浸濕,然后平鋪在一塊鉑片上,接通電源后,用鉛筆在濾紙上寫字,會出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此,下列敘述中正確的是(　　)

 

A.鉛筆端作陽極,發(fā)生還原反應(yīng)

B.鉑片端作陰極,發(fā)生氧化反應(yīng)

C.鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生

D.a點是負極,b點是正極

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2014年高二化學(xué)人教版選修四 20燃料電池練習(xí)卷（解析版） 題型：選擇題

固體氧化物燃料電池是由美國西屋(Westinghouse)公司研制開發(fā)的。它以固體氧化鋯—氧化釔為電解質(zhì),這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(O2-)在其間通過。該電池的工作原理如圖所示,其中多孔電極a、b均不參與電極反應(yīng)。下列判斷正確的是(　　)

 

A.有O2放電的a極為電池的負極

B.有H2放電的b極為電池的正極

C.a極對應(yīng)的電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-

D.該電池的總反應(yīng)方程式為2H2+O22H2O

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2014年高二化學(xué)人教版選修四 1化學(xué)反應(yīng)與能量的變化練習(xí)卷（解析版） 題型：選擇題

白磷與氧氣可發(fā)生如下反應(yīng):P4+5O2P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為:P—P a kJ·mol-1、P—O b kJ·mol-1、PO c kJ·mol-1、OO d kJ·mol-1。

根據(jù)下圖所示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的ΔH,其中正確的是(　　)

 

A.(6a+5d-4c-12b) kJ·mol-1

B.(4c+12b-6a-5d) kJ·mol-1

C.(4c+12b-4a-5d) kJ·mol-1

D.(4a+5d-4c-12b) kJ·mol-1

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2014年高二化學(xué)人教版選修四 18原電池練習(xí)卷（解析版） 題型：填空題

(1)事實證明,原電池中發(fā)生的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)。利用下列化學(xué)反應(yīng)可以設(shè)計成原電池的是　　　　。 

A.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH>0

B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH<0

C.2H2(g) +O2(g)2H2O(l)　ΔH<0

D.CaCO3(s)+2HCl(aq)CaCl2(aq)+H2O(l)+CO2(g)　ΔH<0

E.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH<0

(2)有A、B、C、D四種金屬,將A與B用導(dǎo)線連接起來,浸入電解質(zhì)溶液中,B不易腐蝕。將A、D分別投入等物質(zhì)的量濃度的鹽酸中,D比A反應(yīng)劇烈。將銅浸入B的鹽溶液里,無明顯變化,如果把銅浸入C的鹽溶液里,有金屬C析出。據(jù)此判斷A、B、C、D的活動性由強到弱的順序是　　　　。 

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2014年高二化學(xué)人教版選修四 14酸堿中和滴定練習(xí)卷（解析版） 題型：選擇題

用0.102 6 mol·L-1的鹽酸滴定25.00 mL未知濃度的氫氧化鈉溶液,滴定達終點時,滴定管中的液面如下圖所示,正確的讀數(shù)為(　　)

 

A.22.30 mLB.22.35 mLC.23.65 mLD.23.70 mL

 

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