【題目】燃料電池是利用燃料（如CO、H2、CH4等）與氧氣反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)生的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，通常用氫氧化鉀作為電解質(zhì)溶液。完成下列關(guān)于甲烷（CH4）燃料電池的填空：

（1）甲烷與氧氣反應(yīng)的化學方程式為：

（2）已知燃料電池的總反應(yīng)式為CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，電池中有一極的電極反應(yīng)為CH4+10OH--8e-= CO32－+7H2O，這個電極是燃料電池的 （填“正極”或“負極”），另一個電極上的電極反應(yīng)式為：

（3）隨著電池不斷放電，電解質(zhì)溶液的堿性 （填“增大”、“減小”或“不變”）

（4）通常情況下，甲烷燃料電池的能量利用率 （填“大于”、“小于”或“等于”）甲烷燃燒的能量利用率。

【答案】

（1）CH4+O2CO2+2H2O

（2）負極 2O2+4H2O+8e-==8OH-

（3）減小

（4）大于

【解析】

試題分析：（1）甲烷是可燃性氣體，與氧氣反應(yīng)的化學方程式為CH4+O2CO2+2H2O；

（2）已知燃料電池的總反應(yīng)式為CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，電池中有一極的電極反應(yīng)為CH4+10OH--8e-= CO32－+7H2O，反應(yīng)中甲烷失去電子，因此這個電極是燃料電池的負極，另一個電極上是氧氣得到電子，所以根據(jù)總反應(yīng)式可知正極的電極反應(yīng)式為2O2+4H2O+8e-==8OH-；

（3）根據(jù)總反應(yīng)式可知隨著電池不斷放電，氫氧化鉀的濃度逐漸減小，電解質(zhì)溶液的堿性逐漸減小；

（4）通常情況下，甲烷燃料電池的能量利用率大于甲烷燃燒的能量利用率。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】鎢是熔點最高的金屬，是重要的戰(zhàn)略物資，廣泛用于鋼鐵工業(yè)，電真空照明材料等方面。黑鎢礦是一種有開采價值的鎢礦石，其主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽（常用FeWO4、MnWO4表示）。它的傳統(tǒng)冶煉工藝的第一階段如下圖所示：

注：①上述流程中鎢的化合價不變 ②鎢酸（H2WO4）是一種難溶性酸

（1）寫出C的化學式：______；寫出生成B的化學方程式：_________

（2）上述流程中，第一次過濾所得濾渣的主要成份除MnO2外，還含有_________，請寫出FeWO4在熔融條件下發(fā)生反應(yīng)生成該成分的化學方程式_________

（3）冶煉金屬鎢是用非整比的鎢氧化物為原料，鎢元素在其中存在兩種價態(tài)：+5價和+6價，試確定組成為WO2.7的氧化鎢中兩種對應(yīng)價態(tài)的鎢原子個數(shù)的整數(shù)比為_____________。

（4）黑鎢礦還含少量Si、As的化合物，上述流程需優(yōu)化（見下圖）。向含Na2WO4的濾液中加硫酸調(diào)節(jié)pH=10后，再除雜凈化。

則“凈化”過程中，加入H2O2的目的是__________，濾渣Ⅰ的主要成分是____________。

（5）某溫度下，Ca(OH)2、CaWO4的相關(guān)數(shù)據(jù)見下表

項目

CaWO4

Ca(OH)2

-lgc（陰離子）

4

2

-lgc（Ca2+）

6

4

將鎢酸鈉溶液加入石灰乳中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為WO42-(aq)+Ca(OH)2(s) CaWO4(s)+2OH-(aq)該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為______mol/L。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】關(guān)于 CH3—CH=CH— —CH=CH—CH3 分子結(jié)構(gòu)的下列敘述，正確的是( )

A. 除苯環(huán)外的其余碳原子有可能在一條直線上

B. 1 mol 該物質(zhì)與足量溴水反應(yīng)，消耗 5 mol Br2

C. 1 mol 該物質(zhì)完全燃燒消耗 16 mol 氧氣

D. 該分子最多有 22 個原子在同一平面內(nèi)

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，下列敘述中正確的是（ ）

A．在標準狀態(tài)下，1L庚烷完全燃燒后，所生成的氣態(tài)產(chǎn)物的分子數(shù)為NA

B．1mol碳正離子CH5+所含的電子數(shù)為11NA

C．標準狀態(tài)下，16g甲烷完全燃燒所消耗的氧氣的分子數(shù)為2NA

D．0.5molC3H8分子中含C﹣H共價鍵2NA

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】2016年10月17日我國神舟十一號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，為我們更好地掌握空間交會對接技術(shù)、開展地球觀測活動奠定了基礎(chǔ)。我國制造航天飛船的主要材料是鋁，因而其也被稱為會飛的金屬，請根據(jù)其性質(zhì)回答下列問題：

(1)現(xiàn)在工業(yè)冶煉鋁的化學方程式為 。

(2)鋁鋰合金是今年來航空金屬材料中發(fā)展最為迅速的一個領(lǐng)域，主要因為合金的某些性能優(yōu)于各成分金屬，其中包括 、 等方面。同時鋁鋰形成化合物LiAlH4既是金屬儲氫材料又是有機合成中的常用試劑，遇水能得到無色溶液并劇烈分解釋放出H2，LiAlH4在化學反應(yīng)中通常作

(填“氧化”或“還原”)劑。

(3)鋁電池性能優(yōu)越，在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中有廣泛的應(yīng)用。

①Al-Ag2O電池可用作水下動力電源，化學反應(yīng)為2Al+3Ag2O+2NaOH=2NaAlO2+6Ag+H2O，則負極的電極反應(yīng)式為 ，正極附近溶液的pH (填“變大”“不變”或“變小”)，

②鋁一空氣電池以其環(huán)保、安全而受到越來越多的關(guān)注，其原理如下圖所示。

該電池的負極反應(yīng)方程式為 ；正極反應(yīng)方程式為 ；

電池中NaCl溶液的作用是 ；以該電池為電源，用惰性電極電解Na2SO4溶液，當Al電極質(zhì)量減少1.8g時，電解池陰極生成的氣體在標準狀況下的體積為 L。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】下列物質(zhì)在水中的電離方程式書寫正確的是

A．NaOH===Na＋+O2－＋H+ B．MgCl2===Mg2＋＋Cl22－

C．KClO3===K＋＋Cl－＋3O2－ D．NH4NO3===NH4＋＋NO3－

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】某化學小組欲通過實驗探究：I.苯與液溴發(fā)生取代反應(yīng)；Ⅱ.苯與液溴在催化劑作用下的反應(yīng)機理。所用裝罝如圖所示。

已知：MnO2+2NaBr+2H2SO4Br2↑+MnSO4+Na2SO4+2H2O

（1）實驗室制備溴苯的化學方程式為___________________；儀器X的名稱為___________。

（2）制取溴苯的實驗操作步驟如下：

①連接裝罝，其接口順序為（填字母）：d接____， _____接_____， ______接c；

②檢査裝置氣密性；

③C中加入固體藥品，_______，再打開D處開關(guān)K，點燃C處酒精燈；插入鐵絲于混合液中，一段時間后，D中液體沸騰，原因是_________ ；

④關(guān)閉C中活塞。

（3）A中對廣口瓶進行熱水浴的目的是 _______________。

（4）若B中有淡黃色沉淀生成，能否確定苯與液溴發(fā)生了取代反應(yīng)？_____(答“能”或“否”)。

（5）査閱文獻：苯與液溴在FeBr3催化下的反應(yīng)機理共分三步：

I Br2+FeBr3Br++FeBr4-

Ⅱ

①請完成第三步反應(yīng)：Ⅲ__________________________；

②該小組將A裝置中濃硫酸替換成稀硫酸時實驗失敗，試從反應(yīng)機理推測可能原因是__________。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】海帶中富含碘元素。從海帶中提取碘有如下步驟:①將海帶焙燒成灰（生成KI）②加水使KI溶解，充分攪拌后過濾③在濾液通入足量Cl2④加CCl4振蕩⑤靜置后，用分液漏斗分液合理的操作順序是

A ．①②③④⑤ B．②⑤①③④ C．①③⑤②④ D．②①③⑤④

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】下列有關(guān)濃硫酸的說法不正確的是（ ）
A.具有強腐蝕性
B.能用于氯氣、二氧化硫的干燥
C.可貯存在鐵制容器中
D.可在盛有濃硫酸的燒杯中加水稀釋成稀硫酸

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