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题型: 单选题
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单选题

高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压.高铁电池的总反应为:

3Zn+2K2FeO4+8H2O═3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH

下列叙述不正确的是(  )

A放电时负极反应为:3Zn-6e-+6OH-═3Zn(OH)2

B放电时正极反应为:2FeO42-+6e-+7H2O═2Fe(OH)3+8OH-

C放电时每转移3mol电子,正极有1mol K2FeO4被还原

D放电时正极附近溶液的碱性增强

正确答案

B

解析

解:A.放电时,Zn被氧化,生成Zn(OH)2,电极反应式为3Zn-6e-+6OH-═3Zn(OH)2,故A正确;

B.K2FeO4为电池的正极,发生还原反应,生成Fe(OH)3,电极反应式为2FeO42-+6e-+8H2O═2Fe(OH)3+10OH-,故B错误;

C.放电时,Fe化合价由+6价降低为+3价,则放电时每转移3mol电子,正极有1molK2FeO4被还原,故C正确;

D.放电时,正极生成OH-,溶液碱性增强,故D正确.

故选B.

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题型: 单选题
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单选题

甲烷燃料电池能量转化率高.以KOH为电解质溶液,分别向两极通入CH4和O2,即可产生电流,其电极反应分别为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;2O2+8e-+4H2O=8OH-.下列说法错误的是(  )

ACH4 在负极发生氧化反应

BO2 作为氧化剂发生还原反应

C甲烷燃料电池实现了化学能转变为电能

D分别将1 mol H2和CH4做燃料电池的原料,产生电量一样多

正确答案

D

解析

解:A.失电子的物质在负极上发生氧化反应,根据方程式知,甲烷在负极上发生氧化反应,电极反应式为:CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O,故A正确;

B.氧气在正极上得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e-═4OH-,故B正确;

C.燃料电池也是原电池,所以甲烷燃料电池实现了化学能转变为电能,故C正确;

D.将1 mol H2和CH4做燃料电池的原料,甲烷和氢气失去的电子不同,所以产生电量不同,故D错误;

故选D.

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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•温州校级期末)全钒电池以惰性材料作电极,在电解质溶液中发生的电池总反应为:

VO2+(蓝色)+H2O+V3+(紫色)VO2+(黄色)+V2+(绿色)+2H+

下列说法错误的是(  )

A充电时,阳极附近溶液由蓝色逐渐变为黄色

B放电过程中,正极附近溶液的酸性减弱

C充电时,反应每生成2mol H+时电子转移数为2mol

D放电时,负极反应为V2+-e-=V3+

正确答案

C

解析

解:A、充电时,阳极发生失电子的氧化反应,VO2++H2O-e-=VO2++2H+,溶液由蓝色逐渐变为黄色,故A正确;

B、放电过程中,正极附近发生反应:VO2++2H++e-=VO2++H2O,消耗氢离子,溶液的pH变大,酸性减弱,故B正确;

C、充电时,阳极附近发生失电子的氧化反应,即VO2++H2O=VO2++2H++e-,反应每生成2molH+时电子转移为1mol,故C错误;

D、放电时,反应中V2+离子被氧化,应是电源的负极,负极发生失电子的氧化反应,即反应为V2+=V3++e-,故D正确.

故选C.

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题型:简答题
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简答题

航天技术上使用的氢-氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点.氢-氧燃料电池有酸式和碱式两种,它们放电时的电池总反应式可表示为2H2+O2=2H2O.酸式燃料电池的电解质是酸,其负极反应可表示为:2H2-4e-=4H+,则其正极反应式可表示为:______;放电一段时间后电解质溶液的pH将______(填“变大、变小、不变”)碱式氢-氧燃料电池中的电解质是碱,其正极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,则其负极反应可表示为:______

正确答案

解:(1)该反应中氢气失电子被氧化,氢气失电子生成氢离子,所以电极反应式为2H2-4e-═4H+

②氧气得电子被还原,氧气得电子和溶液中的氢离子生成水,所以电极反应式为O2+4H++4e-═2H2O;

③随着反应的进行,生成的水越来越多,溶质硫酸的量不变,所以导致溶液的浓度降低,所以溶液的PH值增大.

故答案为:O2+4H++4e-═2H2O;变大.

(2)①该反应中氢气失电子被氧化,氢气失电子生成氢离子,氢离子和溶液中的氢氧根离子生成水,所以电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O.

②氧气得电子被还原,氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,所以电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-

故答案为:2H2+4OH--4e-=4H2O.

解析

解:(1)该反应中氢气失电子被氧化,氢气失电子生成氢离子,所以电极反应式为2H2-4e-═4H+

②氧气得电子被还原,氧气得电子和溶液中的氢离子生成水,所以电极反应式为O2+4H++4e-═2H2O;

③随着反应的进行,生成的水越来越多,溶质硫酸的量不变,所以导致溶液的浓度降低,所以溶液的PH值增大.

故答案为:O2+4H++4e-═2H2O;变大.

(2)①该反应中氢气失电子被氧化,氢气失电子生成氢离子,氢离子和溶液中的氢氧根离子生成水,所以电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O.

②氧气得电子被还原,氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,所以电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-

故答案为:2H2+4OH--4e-=4H2O.

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题型:简答题
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简答题

以氨作为燃料的固体氧化物(含有02-)燃料电池,具有全固态结构、能量效率高、无污染等特点,另外氨气含氢量高,不含碳,易液化,方便运输和贮存,是很好的氢源载体.其工作原理如图所示:

①固体氧化物作为电池工作的电解质,O2-移动方向为______(选填“由电极a向电极b”或“由电极b向电极a”).

②该电池工作时,在电极a接触面上发生的电极反应为______

正确答案

解:根据无污染的特点可知反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O;

①通入氨气的一极为负极,阴离子向负极移动,即由电极b向电极a移动,故答案为:由电极b向电极a移动;

②在接触面上发生的反应为负极反应,氨气被氧化生成氮气,电极方程式为2NH3+3O 2--6e-=N2+3H2O,

故答案为:2NH3+3O2--6e-=N2+3H2O.

解析

解:根据无污染的特点可知反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O;

①通入氨气的一极为负极,阴离子向负极移动,即由电极b向电极a移动,故答案为:由电极b向电极a移动;

②在接触面上发生的反应为负极反应,氨气被氧化生成氮气,电极方程式为2NH3+3O 2--6e-=N2+3H2O,

故答案为:2NH3+3O2--6e-=N2+3H2O.

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题型: 单选题
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单选题

2008北京奥运会圆满结束,其中“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8)气体.以丙烷、氧气和CO2及熔融碳酸盐可制作新型燃料电池,电池的总反应式为:C3H8+5O2═3CO2+4H2O.下列说法正确的是(  )

A每消耗1 mol C3H8可以向外电路提供12 mol e-

B负极通入C3H8,发生还原反应

C正极通入氧气和CO2,正极反应式是:O2+2CO2+4e-═2CO32-

DCO32-移向电池的正极

正确答案

C

解析

解:A、负极通入丙烷,碳元素的化合价升高,发生反应:C3H8+10CO32--20e-=13CO2+4H2O,每消耗1 mol C3H8可以向外电路提供20mole-,故A错误;

B、负极通入丙烷,碳元素的化合价升高,发生氧化反应:C3H8+10CO32--20e-=13CO2+4H2O,故B错误;

C、正极通入氧气和CO2,发生还原反应,正极反应式是O2+2CO2+4e-═2CO32-,故C正确;

D、CO32-移向电池的负极,故D错误.

故选C.

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题型: 多选题
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多选题

银锌纽扣电池由锌粉作负极、氧化银作正极和氢氧化钾溶液构成.电池工作时的反应原理为:Zn+Ag2O+H2O═Zn(OH)2+2Ag.则下列说法正确的是(  )

A电池工作时,负极附近溶液的pH减小

B电池工作时,溶液中OH-向正极移动

C电池工作一段时间后,溶液的pH不变

D电池工作过程中,Ag2O发生还原反应

正确答案

A,D

解析

解:A.电池工作时,负极上电极反应式为Zn+2OH--2e-═Zn(OH)2,所以负极附近溶液的pH减小,故A正确;

B.电池工作时,溶液中氢氧根离子向负极锌极移动,故B错误;

C.电池工作一段时间后,溶质的量不变,溶剂的量减小,所以溶液的浓度增大,溶液的PH增大,故C错误;

D.电池工作过程中,正极上氧化银得电子发生还原反应,故D正确;

故选AD.

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题型: 单选题
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单选题

“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔.下列关于该电池的叙述错误的是(  )

A电池反应中有NaCl生成

B电池的总反应是金属钠还原三价铝离子

C正极反应为:NiCl2+2e-═Ni+2Cl-

D钠离子通过钠离子导体在两电极间移动

正确答案

B

解析

解:A.负极上电极反应式为:Na-e-=Na+,正极上电极反应式为:NiCl2+2e-=Ni+2Cl-,所以该原电池中有氯化钠生成,故A正确;

B.根据正负极电极反应式知,金属钠还原NiCl2,故B错误;

C.正极上得电子发生还原反应,电极反应式为:NiCl2+2e-=Ni+2Cl-,故C正确;

D.原电池放电时,阳离子向正极移动,钠离子在负极产生,向正极移动,所以钠离子通过钠离子导体在两电极间移动,故D正确;

故选B.

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题型: 单选题
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单选题

直接甲醇燃料电池(DMFC ),它属于质子交换膜燃料电池(PEMFC)中之一类,系直接使用水溶液以及蒸汽甲醇为燃料供给能源,而不需通过重组器高温重组甲醇、汽油及天然气等再取出氢以供发电.下列对于该电池的说法正确的是(  )

A直接甲醇燃料电池低温生电、燃料成分危险性低、电池结构简单等特性

B电池工作时,电解质溶液pH值保持不变

C电池的负极反应式为3O2+12e-+12H+=6H2O

D电池工作时,1molCH3OH被氧化时就有4NA个氢离子在正极消耗

正确答案

A

解析

解:A.直接甲醇燃料电池低温生电、燃料成分危险性低、电池结构简单等,故A正确;

B.该装置中由于水的生成而使硫酸溶液的浓度变小,因此pH值增大,故B错误;

C.原电池负极失电子,应为甲醇失电子,负极反应式为:2CH3OH+2H2O-12e-═12H++2CO2,故C错误;

D.正极发生的电极反应式是:3O2+12H++12e-═6H2O,负极发生的电极反应式是:2CH3OH+2H2O-12e-═12H++2CO2

当1molCH3OH被氧化时,负极失去6mol电子,在正极正极得到6mol电子,消耗的氢离子是6mol,即1molCH3OH被氧化时就有6NA个氢离子在正极消耗,故D错误.

故选A.

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题型: 单选题
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单选题

高温钠硫电池是一种新型可充电电池,其工作原理如图所示,图中固体电解质是Na+导体.下列叙述正确的是(  )

A放电时,石墨电极a为正极

B放电时,Na+从石墨b向石墨a方向迁移

C充电时,b极反应为Na2Sx-2e-=xS+2Na+

D可将装置中的固体电解质改成NaCl溶液

正确答案

C

解析

解:A、根据图示信息知道:金属钠富集在石墨电极附近,据此确定石墨a是高温钠硫电池的负极材料,故A错误;

B、放电时属于原电池装置,电解质中的阳离子移向正极,即Na+从石墨a向石墨b方向迁移,故B错误;

C、充电时,在阳极上发生失电子的氧化反应,电极反应式为:Na2Sx-2e-=xS+2Na+,故C正确;

D、固体电解质不能改成NaCl溶液,因为钠单质会与水反应,故D错误.

故选C.

下一知识点 : 化学反应的速率和限度
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