氢能是一种既高效又干净的新能源,发展前景良好,用氢作能源的燃料电池汽车倍受青睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”,已达到世界先进水平,并加快向产业化的目标迈进。下列有关说法正确的是( )
A.氢制备工艺廉价易行,且储存方便
B.燃料电池车中能量转化率为100%
C.燃料电池车是直接将化学能转化为电能
D.利用热电厂的电能电解蒸馏水制备氢气是一种环保之举
如图所示,p、q为直流电源的两极,A由金属单质X制成,B、C、D为铂电极,接通电源,金属X沉积于B极,同时C、D上产生气泡,试回答:
(1)p为 极,A极发生了 反应。
(2)C为 极,可收集到 ;D为 极,可收集到 。
(3)C极的电极反应式为 。
(4)在电解过程中,测C、D两极上产生气体的体积,实验数据如下表:
时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
阴极产生气体 的体积(cm3) | 6 | 12 | 20 | 29 | 39 | 49 | 59 | 69 | 79 | 89 |
阳极产生气体 的体积(cm3) | 2 | 4 | 7 | 11 | 16 | 21 | 26 | 31 | 36 | 41 |
仔细分析以上实验数据,请说出变化的可能原因是
。
(5)当反应进行一段时间后,A、B电极附近溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)当电路中通过0.004 mol电子时,B极上沉积的金属X为0.128 g,则此金属的摩尔质量为 。
O3可由臭氧发生器(原理如图)电解稀硫酸制得。
(1)图中阴极为 (填“A”或“B”),其电极反应式为 。
(2)若C处通入O2,则A极的电极反应式为 。
(3)若C处不通入O2,D、E处分别收集到x L和y L气体(标准状况),则E处收集的气体中O3所占的体积分数为 (忽略O3的分解)。
在25 ℃时,用石墨电极电解2.0 L 2.5 mol·L-1CuSO4溶液,如有0.20 mol电子发生转移,请回答下列问题:
(1)阴极发生 反应,
电极反应式为 ;
(2)阳极发生 反应,
电极反应式为 ;
(3)电解后得到的铜的质量是 ,得到氧气的体积是 (标准状况),溶液的pH是 ;
(4)如果用等质量的两块铜片代替石墨作电极,电解后两铜片的质量相差 ,电解液的pH 。
某实验小组的同学采用如图所示装置来进行有关化学实验,请填充下列空格。
(1)若U形管中盛有硫酸钠溶液,X、Y电极分别为石墨和铁棒,电解过程中出现的现象是 。
U形管中加入的少量植物油作用是 。
(2)电解一段时间后,某同学将电源反接,此时出现的现象是 。有关的化学方程式为 。
科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高,可用于航天航空。如图1所示装置中,以稀土金属材料作惰性电极,在两极上分别通入CH4和空气,其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导阳极生成的O2-离子(O2+4e-―→2O2-)。
(1)c电极的名称为 ,d电极上的电极反应式为 。
(2)如图2所示用惰性电极电解100 mL 0.5 mol·L-1CuSO4溶液,a电极上的电极反应式为 ,若a电极产生56 mL(标准状况)气体,则所得溶液的pH= (不考虑溶液体积变化),若要使电解质溶液恢复到电解前的状态,可加入 (填序号)。
a.CuO b.Cu(OH)2
c.CuCO3 d.Cu2(OH)2CO3