(10分)設(shè)計出燃料電池使天然氣CH4氧化直接產(chǎn)生電流是對世紀(jì)最富有挑戰(zhàn)性的課題之一。最近有人制造了一種燃料電池，一個電極通入空氣，另一電極通入天然氣，電池的電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2－離子�；卮鹑缦聠栴}：
（1）這個電池的正極發(fā)生的反應(yīng)是：                                ；(2分)
（2）負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是：                                             ；(2分)
（3）固體電解質(zhì)里的O2－的移動方向是：                               ；(2分)
（4）天然氣燃料電池最大的障礙是氧化反應(yīng)不完全，產(chǎn)生         堵塞電極的氣體通道，有人估計，完全避免這種副反應(yīng)至少還需10年時間，正是新一代化學(xué)家的歷史使命。(2分)
（5）若將此甲烷燃料電池設(shè)計成在25%的KOH溶液中的電極反應(yīng)，該電池的負(fù)極區(qū)域的堿性會__________(填“增強”、“減弱”或“不變”)。(2分)
（1）O2+4e-=2O2-（2分）   （2）CH4-8e-=CO2+2H2O（2分）
（3）正極流向負(fù)極（2分） （4）碳（2分）    （5）減弱（2分）
（1）原電池中正極得到電子，所以氧氣在正極通入。又因為電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2－離子，所以正極電極反應(yīng)式為O2+4e-=2O2-。
（2）負(fù)極失去電子，因此甲烷在負(fù)極通入，甲烷的氧化產(chǎn)物是CO2和水，所以電極反應(yīng)式為CH4-8e-=CO2+2H2O。
（3）原電池中，負(fù)極失去電子，所以陰離子流向負(fù)極。
（4）甲烷不完全反應(yīng)，可能產(chǎn)生碳單質(zhì)堵塞電極的氣體通道。
（5）如果電解質(zhì)是氫氧化鈉，則負(fù)極電極反應(yīng)式為H2－2e－＋2OH－＝2H2O，所以負(fù)極周圍溶液的堿性減弱。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：單選題

蓄電池放電時是起原電池的作用，在充電時起電解池的作用。下式是愛迪生蓄電池分別在充電、放電時的反應(yīng)：  ，下列有關(guān)愛迪生電池的各種推斷中錯誤的是（   ）。
A．放電時鐵做負(fù)極，做正極
B．充電時陰極上的電極反應(yīng)為：
C．放電時，電解質(zhì)溶液中的陰離子是向正極方向移動
D．蓄電池的兩個電極必須浸入在堿性溶液中

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：單選題

下圖是氫氧燃料電池構(gòu)造示意圖。關(guān)于該電池說法中錯誤的是
A．a(chǎn)極是負(fù)極
B．正極的電極反應(yīng)是：O2+2H2O+4e- = 4OH-
C．電子由a通過燈泡流向b
D．通入的氣體Y為O2

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：單選題

鋅-錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為：
=，下列說法錯誤的是
A．電池工作時，鋅失去電子
B．電池正極的電極反應(yīng)式為：
C．電池工作時，電子由正極通過外電路流向負(fù)極
D．外電路中每通過電子，鋅的質(zhì)量理論上減少

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

科學(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱△H分別為－285.8 kJ·mol－1、－283.0 kJ·mol－1和－726.5 kJ·mol－1。請回答下列問題：
（1）用太陽能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ；
（2）甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為________________________；
（3）在容積為2 L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇(CO2+3H2 CH3OH + H2O)
在其他條件不變得情況下，考察溫度對反應(yīng)的影響，實驗結(jié)果如下圖所示（注：T1、T2均大于300℃）；下列說法正確的是______（填序號）

①溫度為T1時，從反應(yīng)開始到平衡，生成甲醇的平均速率為v(CH3OH) ＝nA/tA mol·L-1·min-1
②該反應(yīng)在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小
③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
④處于A點的反應(yīng)體系從T1變到T2，達(dá)到平衡時n(H2)/n(CH3OH)增大
（4）在T1溫度時，將1mol CO2和3mol H2充入一密閉恒容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，若CO2轉(zhuǎn)化率為a,則容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為_________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：單選題

近年來，科學(xué)家研制了一種新型的乙醇電池，它用酸性電解質(zhì)（H＋）作溶劑。電池總反應(yīng)為：C2H5OH＋3O2＝2CO2＋3H2O，下列說法不正確的是
A．乙醇在電池的負(fù)極上參加反應(yīng)
B．1mol CH3CH2OH被氧化轉(zhuǎn)移6mol e-
C．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正極附近的酸性減弱。
D．電池正極的正極反應(yīng)為4H＋＋O2＋4e－＝2H2O

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

(7分)某同學(xué)用鉛蓄電池作電源，用石墨作電極電解500mL某濃度的AgNO3溶液，觀察到A電極表面有金屬生成，B電極上有無色氣體產(chǎn)生。當(dāng)溶液中原有溶質(zhì)完全電解后，停止通電，取出A極，洗滌、干燥、稱量，電極增重5.4g。已知鉛蓄電池的工作原理為：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
請按要求回答下列問題：
（1）A電極為電解池的_____極，B電極上產(chǎn)生的氣體為_________。
（2）電解前AgNO3溶液的物質(zhì)的量濃度為____________。
（3）當(dāng)反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移的電子為0.01mol時，鉛蓄電池內(nèi)消耗硫酸的物質(zhì)的量為
        mol。
（4）鉛蓄電池放電時，負(fù)極質(zhì)量______，正極質(zhì)量_________，電解液的pH_____(填“增大”、“減小”或“不變”)。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

（6分）在銀鋅原電池中，以硫酸銅為電解質(zhì)溶液，鋅為       極，電極上發(fā)生的是________反應(yīng)(“氧化”或“還原”)， 銀為__ ___極，電極反應(yīng)式是___ _     _____，銀表面上可觀察到的現(xiàn)象是_         _______；原電池反應(yīng)的離子方程式為_________。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：單選題

目前市場上的手提應(yīng)急燈，主要是“無液干粉”鉛蓄電池，其原理是將有腐蝕性的濃硫酸灌注到硅膠凝膠中去，使電解質(zhì)溶液不易發(fā)生泄漏，大大改善了電池的性能。所用的原料仍然是鉛­硫酸­二氧化鉛。下列關(guān)于該鉛蓄電池的說法正確的是
A．充電時電源的正極接鉛蓄電池標(biāo)“＋”的一極
B．“無液干粉”鉛蓄電池徹底改變了原來的鉛蓄電池的原理
C．放電時在鉛蓄電池的負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)
D．充電時電池上標(biāo)有“－”的極發(fā)生氧化反應(yīng)

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