燃料电池是一种新型电池，它利用燃料在反应过程中把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反...

燃料电池是一种新型电池，它利用燃料在反应过程中把化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池的基本反应如下：X极， O2(g)＋H2O(l)＋2e－===2OH－；Y极，H2(g)＋2OH－－2e－===2H2O(l)。下列判断中，正确的是(　　)

A. X是负极　　 B. Y是正极

C. Y极发生还原反应　　 D. Y极发生氧化反应

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2010年10月上海世博会临近结束的时刻，燃料电池车成为世博会上冉冉升起的新星．燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在氧化过程中把化学能直接转化为电能．氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能，而不经过热能这一中间形式，它已用于宇宙飞船及潜艇中．

（1）阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池反应为2H2+O2═2H2O，电解液为KOH溶液，反应保持在较高温度使H2O蒸发．下列叙述正确的是　　 　　 　　 ．

A．此电池能发出蓝色火焰

B．H2为正极，O2为负极

C．工作时，电解液的pH不断减小

D．负极的电极反应为2H2+4OH﹣﹣4e﹣═4H2O，

正极的电极反应为O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣

（2）在宇宙飞船或潜艇中，还可利用氢氧燃料电池所产生的水作为饮用水，今欲得常温下1L水，则电池内电子转移的物质的量约为　　 　　 　 ．

（3）由美国西屋公司研制开发的固体氧化物燃料电池，以固体氧化铝﹣氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2﹣）在其间通过，该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应．

该电池a极对应的电极反应式为　　　 　　 ，电池总反应方程式为 　　　　　　 　　 ．

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美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源。氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转化为电能，而不经过热能中间形成，发生的反应为：2H2+O2=2H2O。

（1）碱性氢氧燃料电池的电解质溶液为KOH溶液，则负极反应式为 __________________。　

（2）如把KOH改为稀硫酸作导电物质，则正极反应式为___________________________，

反应后溶液中的pH值_______________（填“增大”或“减小”或“不变”）。

（3）如把H2改为CH3OH，KOH作导电物质，则负极反应式为 ________________________。

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将氢气(H₂)、甲烷(CH₄)、乙醇(C₂H₅OH)等物质在氯气(O₂)中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80％(一般柴油发电机只有40%左右)．产物污染也少。人们已将它用于航天飞行器上。下图为氢氧燃料电池反应的完整过程。关于上述氢氧燃料电池的说法不正确的是

A．负极发生的反应：H₂－2e^－===2H^＋

B．正极发生的反应：O₂+2H₂O+4e^－===4OH^－

C．燃料电池有很高的质量比能量(质能比)．所以用于航天飞行器上

D．燃料电池的产物为水，经过处理之后正好可供宇航员使用，更可减少携带重量

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燃料电池的优点是化学能直接转化为电能，而不经过热能这一中间环节，能量利用率高。氢氧燃料电池可同时供应电和水蒸气，所需燃料为H2，电解质为熔融K2CO3。已知该电池的正极反应为O2+2CO2+4e-2CO32-。下列叙述正确的是(　　　　 )

A. 放电时CO32-向正极移动

B. 随着反应的进行，CO32-在不断消耗

C. 负极反应为H2+CO32--2e-H2O+CO2

D. 当该电池产生的水蒸气折算成标准状况下的体积为22.4 L时，转移电子4 mol

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下列叙述不正确的是

A．太阳能蓄电池只是将太阳能直接转化为电能的装置

B．燃料电池是将化学能直接转化为电能的装置，所以能量利用率高

C．碱性Zn-Mn干电池比酸性Zn-Mn干电池耐用，且不易漏液

D．手机上用的锂离子电池属于二次电池

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甲醇（CH3OH）是重要的化工原料，发展前景广阔。

（1）利用甲醇可制成微生物燃料电池（利用微生物将化学能直接转化成电能的装置）。某微生物燃料电池装置如下图所示：

A极附近的电极反应式是_________。

（2）研究表明CO2加氢可以合成甲醇。反应如下：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）

①反应的化学平衡常数表达式K=_________。

②有利于提高反应中CO2的平衡转化率的措施有_________（填序号）。

a. 使用催化剂　　 b. 加压　　 c. 增大CO2和H2的初始投料比

③研究温度对于甲醇产率的影响。在210℃～290℃，保持原料气中CO2和H2的投料比不变，按一定流速通过催化剂，得到甲醇的平衡产率与温度的关系如下图所示。该反应焓变H_________0（填“>”、“=”或“<”），其依据是________。

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下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是（　　）

A.石油分馏得到的汽油是纯净物

B.使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一

C.燃料电池是将化学能直接转化为电能的装置，所以能量利用率高

D.合理开发利用可燃冰（固态甲烷水合物）有助于缓解能源紧缺

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14.有媒体报道一种新型污水处理装置问世，该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能，该装置的构造如图所示。下列说法中正确的是

A．装置外电路中箭头的方向代表电流的方向

B．该装置为原电池装置，其中N为负极

C．若有机废水中含有葡萄糖，则M电极发生的电极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2＋24H＋

D．该处理工艺会导致有机废水酸性增强，仍旧不能直接排放

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(10分)化学电池是将化学能转变成电能的装置，包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。燃料电池是目前正在探索的一种新型电池，已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是：

X极：O2＋2H2O＋4e－=4OH－　　 Y极：2H2＋4OH—=4H2O＋4e－ 　 请回答下列问题 ：

（1）X是　　　　 极；Y极发生　　　　　 反应(填“氧化”或“还原”)

（2）该电池总反应方程式为　　　　

（3）若反应后的得到5.4 g液态水，此时氢氧燃料电池转移的电子数为　　　　　　 。

（4）实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水，若制得Cl2　 0.30 mol，电池内至少消耗H2SO4　　 mol。

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