（8分）氫氧燃料電池是將H2通入負極，O2通入正極而發(fā)生電池反應(yīng)的，其能量轉(zhuǎn)換率高。
（1）若電解質(zhì)溶液為KOH，負極反應(yīng)為_________________________________________
（2）若電解質(zhì)溶液為硫酸，其正極反應(yīng)為______________________                 ，若在常溫下轉(zhuǎn)移2mol電子，可產(chǎn)生水質(zhì)量為_________g。
（3）若用氫氧燃料電池電解由NaCl和CuSO4組成的混合溶液，其中c（Na+）=3c（Cu2+）=3mol·L—1，取該混合液100mL用石墨做電極進行電解，通電一段時間后，在陰極收集到1.12L （標準狀況）氣體。此時氫氧燃料電池中消耗H2和O2的物質(zhì)的量各是多少？（寫出計算過程）（保留2位小數(shù)）
(1)  2 H2－4 e－ + 4 OH－＝4 H2O    (2)   O2+4e－+ 4 H＋ ＝ 2 H2O      18 g   
（3）H2和O2的物質(zhì)的量分別為：0. 15 mol， 0.075 mol
（1）負極失去電子，所以電極反應(yīng)式為2 H2－4 e－ + 4 OH－＝4 H2O。
（2）正極得到電子，所以氧氣在正極通入，電極反應(yīng)式為O2+4e－+ 4 H＋ ＝ 2 H2O。每生成1mol水就轉(zhuǎn)移2mol電子，所以是的質(zhì)量是18g。
（3）考查電解池的有關(guān)計算。
陰極生成氣體，說明銅離子全部析出，所以反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子是1mol/L×0.1L×2＋1.12L÷22.4L/mol×2＝0.3mol。
設(shè)消耗H2和O2的物質(zhì)的量分別為x、y，則根據(jù)電子得失守恒可知
2H2     +     O2         2H2O         4e—
2mol         1mol                      4mol
x            y                         0.3mol
解得：x="0." 15 mol  y="0.075" mol
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源：不詳 題型：單選題

一種充電電池放電時的電極反應(yīng)為：H2+2OH-－2e－=2H2O   NiO(OH)+H2O+e－=Ni(OH)2+OH－
當為電池充電時，與外電源正極連接的電極上發(fā)生的反應(yīng)是(   )
A．H2O的還原B．NiO(OH)的還原
C．H2的氧化D．Ni(OH)2的氧化

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：單選題

上海自主研發(fā)了一種氫燃料汽車。它是以30%KOH溶液為電解質(zhì)的氫氧燃料電池，下列有關(guān)說法中，不正確的是
A．正極反應(yīng)：O2 + 2H2O + 4e- ="==" 4OH-
B．發(fā)生氧化反應(yīng)的是負極
C．當正極消耗22.4 L H2時，負極11.2 L O2消耗（相同條件）
D．氫氧燃料電池不僅能量轉(zhuǎn)化率高，而且產(chǎn)物是水，屬于環(huán)境友好電池

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：單選題

高功率Ni/MH（M表示儲氫合金）電池已經(jīng)用于混合動力汽車。總反應(yīng)方程式如下：

下列敘述不正確的是
A．該電池放電時的正極和充電時的陰極均發(fā)生還原反應(yīng)
B．放電時負極反應(yīng)為：MH+OH——e—=M+H2O
C．充電時陽極反應(yīng)為：NiOOH+H2O+e—=Ni（OH）2+OH—
D．放電時每轉(zhuǎn)移1mol電子，正極有1molNiOOH被還原

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：單選題

一種由甲醇和氧氣以及強堿做電解質(zhì)溶液的新型手機電池，電量可達現(xiàn)在使用的鎳氫電池或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個月才充一次電。其電池反應(yīng)為： 
2CH3OH + 3O2＋4OH－2CO32－＋6H2O，則下列說法正確的是
A．構(gòu)成該電池的正極和負極必須是兩種活性不同的金屬
B．充電時有CH3OH生成的電極為陰極
C．放電時電解質(zhì)溶液的pH逐漸增大
D．放電時負極的電極反應(yīng)為：CH3OH－6e－＋8OH－＝ CO32－＋6H2O

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：填空題

科學家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱△H分別為－285.8 kJ·mol－1、－283.0 kJ·mol－1和－726.5 kJ·mol－1。請回答下列問題：
（1）用太陽能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ；
（2）甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式為________________________；
（3）在容積為2 L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇(CO2+3H2 CH3OH + H2O)
在其他條件不變得情況下，考察溫度對反應(yīng)的影響，實驗結(jié)果如下圖所示（注：T1、T2均大于300℃）；下列說法正確的是______（填序號）

①溫度為T1時，從反應(yīng)開始到平衡，生成甲醇的平均速率為v(CH3OH) ＝nA/tA mol·L-1·min-1
②該反應(yīng)在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小
③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
④處于A點的反應(yīng)體系從T1變到T2，達到平衡時n(H2)/n(CH3OH)增大
（4）在T1溫度時，將1mol CO2和3mol H2充入一密閉恒容器中，充分反應(yīng)達到平衡后，若CO2轉(zhuǎn)化率為a,則容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為_________________________。

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：單選題

燃料電池能量利用率可高達80%，下列有關(guān)燃料電池的說法錯誤的是
A．燃料電池的負極反應(yīng)物是氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)
B．氫氧燃料電池常用于航天飛行器，產(chǎn)物為水經(jīng)過處理之后可供宇航員使用
C．乙醇燃料電池的電解質(zhì)常用KOH，負極反應(yīng)為C2H5OH－12e－=2CO2↑＋3H2O
D．H2SO4作電解質(zhì)，甲烷燃料電池的正極反應(yīng)為O2＋4H+＋4e－=2H2O

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：單選題

一種新型燃料電池，用兩根金屬Pt作電極插入KOH溶液中，然后向兩極分別通入甲烷和氧氣，其電極反應(yīng)式為X極：CH4＋10OH－－8e－＝CO2＋7H2O；   Y極：4H2O＋2O2＋8e－＝8OH－。下列關(guān)于此燃料電池的說法中，錯誤的是 
A．X為負極，Y為正極
B．該電池工作時，X極附近溶液的堿性增強
C．在標準狀況下，通入 5.6 L O2完全反應(yīng)后，有1 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移
D．工作一段時間后，KOH的物質(zhì)的量減少

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：填空題

（14分）燃煤煙氣中含有大量的氮氧化合物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等，不宜直接排放到空氣中，可采用以下措施對燃煤煙氣進行處理。
（1）脫硝：選擇性催化還原法的脫硝原理是在催化劑存在下，通入甲烷使氮氧化合物（NOx）轉(zhuǎn)化為無害氣體，發(fā)生如下反應(yīng)：
CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)   △H1＝－574 kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)    △H2＝－1160 kJ·mol－1
甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為         。
（2）脫硫：①石灰石—石膏濕法煙氣脫硫的工作原理是煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的空氣反應(yīng)生成石膏(CaSO4·2H2O)。某電廠用煤400噸（煤中含硫質(zhì)量分數(shù)為2.5%），若燃燒時煤中的硫全部轉(zhuǎn)化成二氧化硫，用石膏濕法煙氣脫硫中有96%的硫轉(zhuǎn)化為石膏，則可生產(chǎn)石膏         噸。
②新型納米材料氧缺位鐵酸鹽（ZnFe2Ox），由該鐵酸鹽（ZnFe2O4）經(jīng)高溫還原制得，常溫下，它能使工業(yè)廢氣中酸性氧化物分解除去，轉(zhuǎn)化流程如圖所示：若2molZnFe2Ox與足量SO2可生成1.0molS，
則x＝         。

（3）脫碳：從脫硝、脫硫后的煙氣中獲取二氧化碳，用二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向。將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學方程式為：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H3
①取五份等體體積CO2和H2的的混合氣體（物質(zhì)的量之比均為1：3），
分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)相同時間后，測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH) 與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖11所示，則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應(yīng)的△H3         0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在容積為1L的恒溫密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，進行上述反應(yīng)。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如下圖12所示。若在上述平衡體系中再充0.5 mol CO2和1.5 mol H2O(g)（保持溫度不變），則此平衡將         移動（填“向正反應(yīng)方向”、“不”或“逆反應(yīng)方向”）
               
③直接甲醇燃料電池結(jié)構(gòu)如上圖13所示。其工作時負極電極反應(yīng)式可表示為         。

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