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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...

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:

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(1) 写出氢氧燃料电池工作时正极电极反应方程式:

___________                            

(2)如果该氢氧燃料电池每转移0.1mol电子,消耗标准状况下_______L氧气。    

(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___________________________。

 

(1)2H2O+O2+4e-=4OH-  (2分) (2)0.56L(2分) (3)CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O (2分) CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O(2分) 【解析】 试题分析:因为氢氧燃料电池的电解质溶液为碱性,所以正极反应式为2H2O+O2+4e-=4OH-,且每转移1mol电子,消耗标准状况下氧气5.6L,所以转移0.1mol电子时,消耗标准状况下氧气0.56L,当以甲烷为燃料时,甲烷为负极反应物,电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,正极反应式为2O2+4H2O+8e-=8OH-,两个电极反应式合并为电池的总反应CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O。 考点:原电池反应方程式的书写及相关计算。
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考点分析:
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下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧在表中的位置,回答下列问题:

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(1)地壳中含量居于第二位的元素在周期表中的位置是________________。

(2)②的最高价氧化物固态时的晶体类型:______________;⑦的最高价氧化物固态时的晶体类型:______________。

(3)①、④、⑤中的某些元素可形成既含离子键又含共价键的离子化合物,写出两种化合物的电子式______________,______________。若用球棍模型表示①和④形成的化合物的分子结构,应该是_____________。

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(4)W是第四周期与④同主族的元素。据此推测W不可能具有的性质是(   )

A.最高正化合价为+6价,                 B.气态氢化物比H2S稳定,

C.最高价氧化物的水化物的酸性比硫酸弱,   D.单质在常温下可与氢气化合。

(5) 已知X为ⅡA族元素(第一到第七周期),其原子序数为a,Y与X位于同一周期,且为ⅢA族元素,则Y的原子序数b与a所有可能的关系式___________________________。

(6)由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应:

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X溶液与Y溶液反应的离子方程式________, M中阳离子的鉴定方法____________。

 

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某工业废水含有下列离子中的5种,K+、Cu2+、Al3+、Fe2+、Cl、CO32、NO3、SO42,且各种离子的物质的量浓度相等。甲同学欲探究废水的组成,进行了如下实验:

①用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察无紫色火焰。

②另取溶液加入足量稀盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,此时溶液依然澄清,且溶液中阴离子种类不变。

③另取溶液加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。

根据上述实验,以下推测正确的是:(   )

A.溶液中难以确定Al3+的存在与否

B.原溶液中所含的离子为:Cu2+、Fe2+、Cl、NO3、SO42

C.步骤②中可以确定Fe2+、NO3的存在,不能确定其它离子的存在

D.步骤③中的白色沉淀为2种钡盐

 

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熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视。用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,一极通CO气体,另一极通O2和CO2混合气体,可制得在650℃下工作的燃料电池。已知该电池总反应为:2CO+O2=2CO2。则下列说法中正确的是(   )

A.通CO的一极是电池的正极

B.该电池工作过程中需不断补充CO和O2,CO2可循环利用

C.负极反应式为:O2+2CO2+4e→2CO32

D.正极反应式为:2CO+2CO32→4CO2+4e

 

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对于Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g) ΔH <0 的化学反应下列叙述不正确的是(   )

A.反应过程中能量关系可用下图表示

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B.ΔH的值与反应方程式的计量系数有关

C.若将该反应设计成原电池则锌为负极

D.若将其设计为原电池,当有32.5g锌溶解时,正极放出气体一定为11.2L

 

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碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:  Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)     下列说法错误的是(   )

A.电池工作时,锌失去电子

B.电池正极的电极反应式为:2MnO2+H2O+2e→Mn2O3+2OH

C.外电路中每通过O.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g[

D.电池工作时,电子由负极通过电解液流向正极

 

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