近年来有多个品牌的手机电池曾发生爆炸事故,公众对电池安全性的重视程度越来越高,燃料电池作为安全性能较好的一类化学电源得到了更快的发展。 一种以联氨(N2H4)为燃料的环保电池工作原理如图所示,工作时产生稳定无污染的物质。下列说法不正确的是( )
A. M极生成氮气且电极附近pH降低
B. 负极上每消耗1molN2H4,会有4molH+通过质子交换膜
C. 正极的电极反应式为:O2+4H++4e-=2H2O
D. d口流出的液体是蒸馏水
高二化学选择题困难题
近年来有多个品牌的手机电池曾发生爆炸事故,公众对电池安全性的重视程度越来越高,燃料电池作为安全性能较好的一类化学电源得到了更快的发展。 一种以联氨(N2H4)为燃料的环保电池工作原理如图所示,工作时产生稳定无污染的物质。下列说法不正确的是( )
A. M极生成氮气且电极附近pH降低
B. 负极上每消耗1molN2H4,会有4molH+通过质子交换膜
C. 正极的电极反应式为:O2+4H++4e-=2H2O
D. d口流出的液体是蒸馏水
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燃料电池得到越来越广泛的使用。科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利用细菌将有机酸转化成氢气,氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为( )
A.H2+2OH--2e-=2H2O B.O2+4H++4e-=2H2O
C.H2-2e-=2H+ D.O2+2H2O+4e-=4OH-
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(8分)微生物燃料电池(MFC)是燃料电池中特殊的一类,它利用微生物作为反应主体,将有机物的化学能转化为电能。以葡萄糖溶液作底物为例,其工作原理如图所示。
已知石墨电极上反应为:
C6H12O6+6H2O-24e- 6CO2+24H+
⑴ 电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。电池工作时质子移向电源的________极
铂碳上所发生的电极反应式为_____________。
⑵燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧生成稳定的物质(如H转化为液态水,C转化为二氧化碳 )所放出的热量。葡萄糖的燃烧热为2800kJ/mol,写出葡萄糖燃烧的热化学方程式________。
⑶ 化学需氧量(COD)是重要的水质指标,其数值表示将1L水中的有机物氧化为CO2、H2O所需消耗的氧气的质量。科学家设想利用微生物燃料电池来处理某些污水,并进行发电,该设想已经在实验室中获得成功。但如果1L废水中有机物(折算成葡萄糖)氧化提供的化学能低于5.6kJ,就没有发电的必要。则下列污水中,不适合用微生物燃料电池发电的是________(填序号)。
序号 | A | B | C | D | E |
污水类型 | 生活污水 | 印染 | 电镀 | 造纸 | 硫酸工业废水 |
COD值(mg/L) | 520 | 870 | 20 | 960 | 120 |
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微生物燃料电池(MFC)是燃料电池中特殊的一类,它利用微生物作为反应主体.将有机物的化学能转化为电能.以葡萄糖溶液作底物为例,其工作原理如图所示.
已知石墨电极上的反应为C6H12O6+6H2O﹣24e﹣═6CO2+24H+
(1)电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过.电池工作时,质子移向电池的 极(填正或负),铂碳上所发生的电极反应式为:
(2)葡萄糖的燃烧热为2800kJ•mol﹣1,写出葡萄糖完全燃烧的热化学方程式:
(3)化学需氧量(COD)是重要的水质指标.其数值表示将1L水中的有机物氧化为CO2、H2O所需消耗的氧气的质量.科学家设想利用微生物燃料电池来处理某些污水,并进行发电,该设想已经在实验室中获得成功.但如果1L废水中有机物(折算成葡萄糖)氧化提供的化学能低于5.6kJ,就没有发电的必要.则下列污水中,不适合用微生物燃料电池发电的是 (填序号)
序号 | A | B | C | D | E |
污水类型 | 生活污水 | 印染 | 电镀 | 造纸 | 硫酸工业废水 |
COD值/mg•L﹣1 | 520 | 870 | 20 | 960 | 120 |
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电化学在我们的生产生活中占有越来越重要的地位。
(1)①燃料电池是一种绿色环保、高效的化学电源。上图为甲醇燃料电池,则负极反应式为____。
②用甲醇燃料电池电解300mL饱和食盐水,则电解的化学方程式为_________。电解一段时间后,当溶液的pH值为13时,消耗O2的质量为______g。(忽略溶液体积变化,不考虑损耗)
③用甲醇燃料电池电解2L,1mol/L硫酸铜溶液,一段时间后:两极共收集到标准状况下的气体89.6L,则电路中共转移_______mol电子。
(2)利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池,模拟工业电解法来处理含Cr2O72-废水,如下图所示;电解过程中溶液发生反应:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
①甲池工作时,NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是N2O5,可循环使用,则石墨Ⅱ附近发生的电极反应式为__。
②向完全还原为Cr3+的乙池工业废水中滴加NaOH溶液,可将铬以Cr(OH)3沉淀的形式除去,已知Cr(OH)3存在以下溶解平衡:Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH-(aq),常温下Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)•c3(OH-)=1.0×10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol•L-1,溶液的pH应调至________。
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CH4是一种清洁、高效、具有优良的环保性能的燃料,其燃烧热为890.3KJ·mol-1。它可以作为燃料电池的燃料。
(1)写出甲烷燃烧的热化学方程式:________;
(2)已知H2(g)和C(S)的燃烧热分别是285.8kJ·mol-1、393.5kJ·mol-1;则反应C(S)+ 2H2(g)=CH4(g)的反应热⊿H=______________;
(3)以甲烷、空气、氢氧化钾溶液为原料,惰性电极为电极可以构成燃料电池。该电池的负极反应式为:___________________;
(4)用(3)中的燃料电池为电源,以石墨为电极电解500mL滴有酚酞的NaCl溶液,装置如图所示:
①请写出电解过程中阴极附近观察到的现象:___________________。
②到燃料电池消耗2.8LO2(标准状况下)时,计算此时NaCl溶液的pH=____(假设溶液的体积不变,气体全部从溶液中逸出)。
在Y极通过的电子的物质的量为:______________。
③电解之后,要使溶液恢复原状,应该向溶液中加入物质_____(填名称),溶液中Cl―流向___极(填“X”或“Y”)。
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电池在生产、生活中应用越来越广泛。下列说法错误的是
A.化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等,一次电池只能放电,不能充电
B.铅蓄电池应用广泛,主要优点是单位重量的电极材料释放的电能大
C.燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点
D.锂电池是一种高能电池,体积小、重量轻,单位质量能量比高
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电池在生产、生活中应用越来越广泛。下列说法错误的是
A.化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等,一次电池只能放电,不能充电
B.铅蓄电池应用广泛,主要优点是单位重量的电极材料释放的电能大
C.燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点
D.锂电池是一种高能电池,体积小、重量轻,单位质量能量比高
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