【題目】氫能是一種新型能源,氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率高。某學習小組設計如圖A所示的氫氧燃料電池裝置,電流由石墨極(C)經(jīng)外電路流向鉑極(Pt)。

請回答下列問題:

(1)向圖A裝置中充入氫氣的一極是____(填“鉑極”或“石墨極”),電子流向是________

(2)A裝置在能量轉(zhuǎn)化過程中,負極的電極反應式為________

(3)若A裝置消耗11.2L氧氣(標準狀況),理論上有____molH+從交換膜________側(cè)向________側(cè)遷移(填“左”或“右”)。

(4)某金屬合金是優(yōu)質(zhì)儲氫材料,金屬氫化物鎳電池(MH-Ni電池)具有廣泛應用價值。如圖BKOH為電解質(zhì),電池反應為NiOOH+MHNi(OH)2+M。在放電時正極的電極反應式為________。

【答案】鉑極 由鉑極流出經(jīng)外電路流向石墨極 H2-2e=2H+ 2 NiOOH+e+H2O=Ni(OH)2+OH-

【解析】

裝置A為燃料電池,燃料電池中,通入燃料的一極為負極,通入空氣或氧氣的一極為正極,則氫氧燃料電池中,通入燃料氫氣的一極為負極,電極反應為:H2-2e=2H+,通入氧氣的一極為正極,電極反應為:O2+4e-+4H+=2H2O,原電池中,電流由正極流向負極,電子的流向與電流方向相反,據(jù)此分析解答;

裝置B為金屬氫化物鎳電池(MH-Ni電池),根據(jù)電池總反應電池反應為NiOOH+MHNi(OH)2+M,放電時,正極得電子,發(fā)生還原反應,據(jù)此分析解答。

(1)根據(jù)分析,氫氧燃料電池中,通入燃料氫氣的一極為負極,原電池中,電流由正極流向負極,已知電流由石墨極(C)經(jīng)外電路流向鉑極(Pt),則石墨極(C)為正極,鉑極(Pt)負極,則A中充入氫氣的一極是鉑極,電子流向與電流的方向相反,則電流是由鉑極流出經(jīng)外電路流向石墨極;

(2)因為電解質(zhì)為硫酸,所以,A裝置在能量轉(zhuǎn)化過程中,負極的電極反應式為H2-2e=2H+;

(3)根據(jù)電極反應:O2+4e-+4H+=2H2O、H2-2e=2H+,消耗1mol即標況下22.4L氧氣,轉(zhuǎn)移4mol電子,產(chǎn)生4molH+,則A裝置消耗11.2L氧氣(標準狀況),理論上負有2molH+產(chǎn)生,而正極消耗2molH+,并且使用的是質(zhì)子交換膜,則有2molH+從交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移;

(4)原電池放電時,正極得電子,發(fā)生還原反應,根據(jù)電池總反應電池反應為NiOOH+MHNi(OH)2+M可知,Ni元素由+4價變?yōu)?/span>+2價,得電子被還原,則正極的電極反應式為NiOOH+e+H2O=Ni(OH)2+OH-。

練習冊系列答案
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【題目】X、Y、ZM 均為中學化學中常見物質(zhì),一定條件下它們之間有如下轉(zhuǎn)化關系(其它產(chǎn)物已略去)。下列說法中不正確的是(

A. M 是單質(zhì)鐵,則 Z 溶液可能是 FeCl2 溶液

B. M 是氫氧化鈉,則 X 水溶液呈酸性

C. M 是氧氣,則 XZ 的相對分子質(zhì)量可能相差 48

D. M 是強氧化性的單質(zhì),則 X 可能是金屬鋁

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A. 放電時,ClO4向負極移動

B. 充電時釋放CO2,放電時吸收CO2

C. 放電時,正極反應為:3CO2+4e =2CO32-+C

D. 充電時,正極反應為:Na++e=Na

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【題目】已知A為石油裂解的主要產(chǎn)物,相對分子質(zhì)量為28。B為氣體,在標準狀況下的密度為1.965g·L-1。DF互為同分異構(gòu)體,F是環(huán)狀化合物。G的結(jié)構(gòu)簡式為:在一定條件下,它們有如圖所示的轉(zhuǎn)化關系。

請回答

(1)E中所含官能團名稱________。

(2)BF反應生成G的反應類型________。

(3)C→D的化學方程式________。

(4)下列說法正確的是________。(填編號)

A.AO2在催化劑作用下反應也可以生成D B.不可以用金屬鈉檢驗C中是否含有少量水

C.可以用NaHCO3溶液鑒別C、D、E的水溶液 D.G可以在NaOH溶液或稀硫酸中發(fā)生水解

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【題目】11807年,英國化學家戴維在研究中發(fā)現(xiàn):電解條件下可把水分解成H2O2。他設想用電解的方法從KOH、NaOH中分離出KNa。最初,戴維用飽和KOH溶液進行電解,不料還是得到H2O2。這時,他考慮在無水條件下繼續(xù)這項實驗,但是,實驗中產(chǎn)生的金屬液珠一接觸空氣就立即燃燒起來;這時,他又考慮在________條件下電解熔融的KOH繼續(xù)實驗,最后他終于成功地得到了銀白色的金屬鉀。

2)最近,德國科學家實現(xiàn)了銣原子氣體超流體態(tài)與絕緣態(tài)的可逆轉(zhuǎn)換,該成果將在量子計算機研究方面帶來重大突破。已知銣是37號元素,質(zhì)量數(shù)是85。根據(jù)材料回答下列問題:

Ⅰ.銣位于元素周期表的第________周期________族。

Ⅱ.關于銣的下列說法中正確的是________(填序號,下同)。

與水反應比鈉更劇烈 ②Rb2O在空氣中易吸收水和二氧化碳 ③Rb2O2與水能劇烈反應并釋放出O2它是極強的還原劑 ⑤RbOH的堿性比同濃度的NaOH

Ⅲ.現(xiàn)有銣和另一種堿金屬形成的合金5g,與足量水反應時生成標準狀況下的氣體2.24 L,則另一堿金屬可能是________(填元素符號)。

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【題目】氮、鉻及其相關化合物用途非常廣泛;卮鹣铝袉栴}:

(1)基態(tài)N原子的核外電子排布式為___,Cr位于元素周期表第四周期___族。

(2) CrK位于同一周期且最外層電子數(shù)相同,兩種元素原子第一電離能的大小關系為___;Crcl3的熔點(83)CrF3的熔點(1100)低得多,這是因為___。

(3) Cr的一種配合物結(jié)構(gòu)如圖所示:

①陰離子C1O4的空間構(gòu)型為___形。

②配離子中,中心離子的配位數(shù)為___,N與中心原子形成的化學鍵稱為___鍵。

③配體H2 NCH2 CH2 NH2(乙二胺)中碳原子的雜化方式是______ ,分子中三種元素電負性從大到小的順序為___

(4)氮化鉻的熔點為1770℃,它的一種晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,其密度為5. 9 g·cm 3,氮化鉻的晶胞邊長為___(列出計算式)nm.

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2)由YZ組成,且YZ質(zhì)量比為720的化合物的化學式(分子式)是_____。

3)由X、Y、Z中的兩種元素組成,且與X2Z分子具有相同電子數(shù)的一種陽離子是_____。

4)由XY、Z元素按原子個數(shù)比為423組成的化合物,該化合物的化學式(分子式)是_____。

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【題目】(Ga)與鋁同主族,曾被稱為類鋁,其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業(yè)制備鎵的流程如圖所示:

下列判斷不合理的是(

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C.Y的轉(zhuǎn)化率提高 D.Z的體積分數(shù)增加

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