Question

【題目】氫氧燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化率高、無污染等特點，近年來逐漸運用于航天、汽車等領(lǐng)域．其工作原理是：H2和O2反應(yīng)時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能．
【提出問題】H2一定要在O2中燃燒才能產(chǎn)生電能嗎？
【實驗步驟】重慶一中初三某化學(xué)興趣小組同學(xué)群策群力，據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計了如圖1所示裝置：

步驟1．向分液漏斗中注入一定濃度的硫酸溶液（或氫氧化鉀溶液）
步驟2．閉合K1 ， 斷開K2 ， 一分鐘后觀察三頸瓶中的現(xiàn)象
步驟3．閉合K2 ， 斷開K1 ， 記錄用電器工作時間
步驟4．將d處小風(fēng)扇依次更換為小燈泡，發(fā)光二極管，重復(fù)步驟2、3
【實驗分析】
步當(dāng)閉合K1 ， 斷開K2 ， 一分鐘后，a，b處有大量氣泡產(chǎn)生…．
（1）三頸中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)式為 ，
該實驗可得到的結(jié)論有（填序號）；
①水由氫氣和氧氣組成 ②水由氫氧原子構(gòu)成
③水由氫氧元素組成 ④水由氫氧兩個元素組成
（2）下列對分液漏斗中的現(xiàn)象及作用描述正確的是；
①液面下降，調(diào)節(jié)壓強(qiáng) ②液面下降，控制反應(yīng)速率
③液面上升，調(diào)節(jié)壓強(qiáng) ④液面上升，控制反應(yīng)速率
（3）如圖2圖象不符合實驗事實的是（填序號）；
（4）要區(qū)分a、b處氣體，最好選用的方法是 ， 若用ρ（H2）、ρ（O2）分別表示H2、O2的密度，則反應(yīng)后生成物的分子中，H，O原子個數(shù)比的計算式為[用ρ（H2）、ρ（O2）來表示]．
（5）步驟3、4，閉合K2 ， 斷開K1 ， 各用電器工作時間如下表：

溶液	各用電器工作時間/秒
	小風(fēng)扇	2.5V小燈泡	發(fā)光二極管
Xg/L H2SO4溶液	65	55	＞480
Yg/L KOH溶液	29	10	10

比較電解H2SO4溶液、KOH溶液，哪種獲得的電能更多？ ， 則XY（填“＞”、“＜”或“=”）．
（6）【實驗結(jié)論】通過分析知：氫氧燃料電池（填“一定”、“不一定”或“一定不”）在點燃條件下才能放電．

Answer 1

【答案】
（1）2H2O 2H2↑+O2↑；③
（2）③
（3）A
（4）用燃著的木條；32ρ（H2）：ρ（O2）
（5）電解H2SO4溶液；＞
（6）不一定
【解析】解：（1）水在電解的過程中分解產(chǎn)生了氫氣和氧氣，故該反應(yīng)的化學(xué)方程式2H2O 2H2↑+O2↑．電解水實驗可得到的結(jié)論是：水是由氫、氧兩種元素組成的等，故選：C．（2）因為水在電解的過程中分解產(chǎn)生了氫氣和氧氣，裝置中壓強(qiáng)變大，水被壓入分液漏斗中，分液漏斗可以調(diào)節(jié)壓強(qiáng)，故選C；（3）電解水時，a端連接電源的負(fù)極，產(chǎn)生氫氣；b端連接電源的正極，產(chǎn)生氧氣，且兩者的體積之比大約是2：1，所以A錯B對；過程中硫酸只是增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，其反應(yīng)前后的質(zhì)量不變，故C對，由于隨著水的電解，水的質(zhì)量不斷減小，硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不斷增大，當(dāng)反應(yīng)停止時硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，故D對，故選A．（4）氧氣能使燃著的木條燃燒更旺，氫氣能被燃著的木條點燃，區(qū)分二者的最好選用的方法是用燃著的木條；H2、O2的質(zhì)量比為ρ（H2）×2：ρ（O2）×1，H2、O2的分子數(shù)之比為： ： =32ρ（H2）：ρ（O2）；反應(yīng)后生成物的分子中，H、O原子個數(shù)比32ρ（H2）×2：ρ（O2）×2=32ρ（H2）：ρ（O2）；（5）由表中數(shù)據(jù)可知，電解H2SO4溶液各用電器工作時間更長，獲得的電能更多，意味著電解時反應(yīng)速度更快，溶液的導(dǎo)電性更好，所以H2SO4溶液濃度大于KOH溶液．【實驗結(jié)論】閉合K2 ， 斷開K1 ， 用電器就可以工作，說明氫氧燃料電池不一定在點燃條件下才能放電．
所以答案是：（1）2H2O 2H2↑+O2↑；C．（2）C；（3）A；（4）用燃著的木條；32ρ（H2）：ρ（O2）；（5）電解H2SO4溶液；＞；（6）【實驗結(jié)論】不一定．
【考點精析】關(guān)于本題考查的書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式，需要了解注意：a、配平 b、條件 c、箭號才能得出正確答案．