10.宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型化學(xué)電池,其構(gòu)造如圖所示,A、B是多孔性炭制成的兩個(gè)電極,通入的氣體由孔隙中逸出,并在電極表面放電.
(1)若電解質(zhì)溶液為KOH溶液,則正極是A,(填字母)正極電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-;負(fù)極電極反應(yīng)式為2H2+4OH--4e-=4H2O;一段時(shí)間后,溶液的pH變。ㄌ睢白兇蟆薄白冃 被颉安蛔儭保
(2)若電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液,則正極發(fā)生的反應(yīng)為O2+4H++4e-═2H2O;.
(3)堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用.鋅-錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液,電池總反應(yīng)式為:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)═Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s).該電池正極的電極反應(yīng)式為:2MnO2(s)+H2O(1)+2e-═Mn2O3(s)+2OH-(aq).負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2

分析 (1)(2)根據(jù)反應(yīng)2H2+O2=2H2O可知,反應(yīng)中氫氣失電子被氧化,應(yīng)在負(fù)極上的反應(yīng),氧氣得電子被還原,應(yīng)在正極上的反應(yīng),根據(jù)得失電子及反應(yīng)類型寫(xiě)出相應(yīng)的電極反應(yīng)式,根據(jù)溶液中氫離子濃度的變化判斷溶液pH值的變化;
(3)該原電池中,Zn失電子作負(fù)極、二氧化錳作正極,負(fù)極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2,正極反應(yīng)式為2MnO2+H2O+2e-=Mn2O3+2OH-,據(jù)此分析解答.

解答 解:(1)該反應(yīng)中氫氣失電子被氧化為負(fù)極,氫氣失電子生成氫離子,氫離子和溶液中的氫氧根離子生成水,所以電極反應(yīng)式為2H2+4OH--4e-=4H2O.
氧氣得電子被還原為正極,氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子,所以電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-
隨著反應(yīng)的進(jìn)行,生成的水越來(lái)越多,溶質(zhì)氫氧化鉀的量不變,所以導(dǎo)致溶液的濃度降低,所以溶液的PH值減。
故答案為:A;O2+2H2O+4e-=4OH-;2H2+4OH--4e-=4H2O;變;
(2)該反應(yīng)中氫氣失電子被氧化為負(fù)極,在酸性條件下氫氣失電子生成氫離子,電極反應(yīng)式為2H2-4e-═4H+,正極氧氣得電子被還原,氧氣得電子和溶液中的氫離子生成水,所以電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-═2H2O;故答案為:O2+4H++4e-═2H2O;
(3)電池負(fù)極為Zn,堿性條件下負(fù)極的電極反應(yīng)式為:Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2,故答案為:Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池原理和電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),難度不大,要注意的是寫(xiě)電極反應(yīng)式要結(jié)合電解質(zhì)溶液,如果電解質(zhì)溶液不同,即使原料相同,電極反應(yīng)式也不同,如氫氧燃料電池,當(dāng)電解質(zhì)為酸或堿,電極反應(yīng)式不同.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題

20.氯堿工業(yè)電解所用的氯化鈉溶液需精制.除去有影響的Ca2+,Mg2+,NH4+,SO42-及泥沙,其精制流程如下:

已知:①Ca2+,Mg2+開(kāi)始形成相應(yīng)氫氧化物沉淀的pH如表:
 Ca(OH)2Mg(OH)2
pH≥11.5≥4.2
②Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.6×10-9,Ksp(CaCO3)=5.0×10-9
下列說(shuō)法正確的是(  )
A.鹽泥a除泥沙外,還含有Ca(OH)2和Mg(OH)2
B.過(guò)程Ⅰ中NH4+轉(zhuǎn)化為N2的離子方程式是3ClO-+2NH4+═3Cl-+N2↑+3H2O+2H+
C.過(guò)程Ⅱ中通入CO2有利于除SO42-
D.過(guò)程Ⅳ調(diào)pH可以使用硝酸

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

1.下列說(shuō)法正確的是(  )
A.按系統(tǒng)命名法,CH3CH(C2H5)CH(C2H5)CH3的名稱是2,3-二乙基丁烷
B.等質(zhì)量的甲醛與乳酸[CH3CH(OH)COOH]完全燃燒消耗氧氣的量不相等
C.通過(guò)石油裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷、苯、甲苯等重要化工基本原料
D.用Na2CO3溶液能區(qū)分CH3COOH、CH3CH2OH、苯、硝基苯四種物質(zhì)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

18.完成以下四個(gè)小題:
(1)請(qǐng)完成下列各空:
①0.01mol/LCH3COOH溶液的pH>2(填“>”或“<”)
②0.1mol/LCH3COONa溶液的pH>7(填“>”或“<”)
(2)觀察比較以上二個(gè)小題,試猜想證明某酸(HA)是弱電解質(zhì)的原理有兩個(gè):
一是:證明HA不能完全電離,溶液中存在電離平衡;
二是:證明HA與強(qiáng)堿生成得鹽具有弱堿性.
(3)請(qǐng)你根據(jù)以上原理提出寫(xiě)兩種不同方案,證明HA酸是弱電解質(zhì):(只需簡(jiǎn)明寫(xiě)出方案,不需寫(xiě)出具體步驟)
①對(duì)比等物質(zhì)的量濃度的HA溶液和鹽酸導(dǎo)電性對(duì)比實(shí)驗(yàn)
②測(cè)0.01mol/LHAc溶液的pH>2
(4)某同學(xué)設(shè)計(jì)采用如下方案來(lái)證明HA是弱電解質(zhì):
①用已知物質(zhì)的量濃度的HA溶液、鹽酸,分別配制pH=1的兩種酸溶液各100mL;
②分別取這兩種溶液各10mL,加水稀釋為100mL;
③各取相同體積的稀釋液,同時(shí)加入純度和大小相同的鋅粒,如觀察到HA溶液中產(chǎn)生H2速率較快的,即可證明HA是弱電解質(zhì)
請(qǐng)你評(píng)價(jià):該同學(xué)的方案難以實(shí)現(xiàn)之處和不妥之處,并且重新審視你提出的方案中哪些是不合理的:配制pH=1的HA溶液難以實(shí)現(xiàn);不妥之處在于加入的鋅粒難以做到表面積相同.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

5.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.二氧化硅溶于水顯酸性
B.二氧化碳通入水玻璃(Na2SiO3的水溶液)可以得到白色膠狀物質(zhì)
C.因?yàn)楦邷貢r(shí),二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)
D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題

15.將SO2氣體通入CaCl2溶液,若要有白色沉淀產(chǎn)生,可加入的試劑是( 。
A.氯化鉀溶液B.碳酸氫鈣溶液C.氯水D.氫氧化鈉溶液

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

2.向40g NaOH溶液中投入5.4g Al,反應(yīng)完全后放出0.3mol H2,此NaOH溶液的百分比濃度為(  )
A.13.3%B.26.6%C.20%D.≥20%

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

19.鎂-空氣電池的工作原理如圖所示.下列說(shuō)法不正確的是( 。
A.工作一段時(shí)間后,c(Na+)變大B.氣體X中N2的百分量與空氣相同
C.電池工作時(shí),OH-向a極移動(dòng)D.電池總反應(yīng)為2Mg+O2+2H2O═2Mg(OH)2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

10.已知水在25℃和95℃時(shí),其電離平衡曲線如圖所示.
(1)95℃時(shí)水的電離平衡曲線應(yīng)為B(填“A”或“B”),理由是水電離需要吸熱,溫度越高KW越大.
(2)曲線A所對(duì)應(yīng)的溫度下,pH=2的HCl溶液和pH=12的某BOH溶液中,若水的電離程度分別用α1、α2表示,則α1等于α2(填“大于”、“小于”、“等于”或“無(wú)法確定”,下同),若將二者等體積混合,則混合溶液的pH>或=7.
(3)在曲線B所對(duì)應(yīng)的溫度下,將0.02mol•L-1的Ba(OH)2溶液與等物質(zhì)的量濃度的NaHSO4溶液等體積混合,所得混合液的pH=10.

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