一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池说法正确的 - 高中化学试题 - 超级试练试题库

题目

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一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y₂O₃)的氧化锆(ZrO₂)晶体,在熔融状态下能传导O^2-。下列对该燃料电池说法正确的是（）

A．在熔融电解质中,O^2-由负极移向正极

B．通入空气的一极是正极,电极反应为:O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

C．通入丁烷的一极是负极,电极反应为:C₄H₁₀+26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O

D．在电池反应中,每消耗1 mol氧气,理论上能生成标准状况下CO₂气体为

答案

解析

原电池中阴离子移向负极,A项错误;根据题意,熔融状态下电解质可传导O^2-,所以O₂得e^-生成O^2-,正极反应为O₂+4e^-=2O^2-,B项错误;由题意知,总反应方程式为丁烷燃烧的方程式:C₄H₁₀+6.5 O₂=4CO₂+5H₂O,总反应式-正极反应式=负极反应式,则负极反应式为:C₄H₁₀-26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O,C项错误;由6.5 O₂～4CO₂,知D正确。

核心考点

试题【一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料电池说法正确的】；主要考察你对原电池原理等知识点的理解。[详细]

举一反三

镁燃料电池作为一种高能化学电源,具有良好的应用前景。下图是镁—空气燃料电池工作原理示意图。下列有关该电池的说法正确的是（）

A．该电池Mg作负极,发生还原反应

B．该电池的正极反应式为:O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

C．电池工作时,电子通过导线由碳电极流向Mg电极

D．当电路中通过0.2 mol电子时,消耗的O₂体积为1.12 L

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如图装置中,小试管内为红墨水,带有支管的U形管中盛有pH=4的雨水和生铁片。经观察,装置中有如下现象:开始时插在小试管中的导管内的液面下降,一段时间后导管内的液面回升,略高于U形管中的液面。以下有关解释合理的是（）

A．生铁片中的碳是原电池的负极,发生还原反应

B．雨水酸性较强,生铁片始终发生析氢腐蚀

C．墨水液面回升时,正极反应式为:O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

D．U形管中溶液pH逐渐减小

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工业上常用Fe作电极电解处理含Cr₂

的酸性废水,最终使铬元素以Cr(OH)₃沉淀的形式除去。某科研小组用该原理处理污水,设计装置如图所示。下列说法一定不正确的是（）

A．燃料电池中若有1.6 g CH₄参加反应,则甲中C电极理论上生成气体体积为8.96 L

B．实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,可加入适量的Na₂SO₄

C．该燃料电池正极的电极反应式为:O₂+4e^-+2CO₂=2C

D．甲中阳极附近溶液中的离子反应方程式是:Cr₂

+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

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家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,某同学拟对其原理及条件进行分析:
（1）该同学准备了下列实验用品:20% NaCl溶液、蒸馏水、酚酞试液、KSCN溶液、新制氯水、纯铁丝、碳棒、U形管、导线等;请你帮他设计一个实验方案来验证钢铁吸氧腐蚀的电极产物,简述操作过程并写出溶液中有关反应的离子方程式。
（2）将一铜棒、碳棒用导线连接后,插入内盛20%氯化钠溶液的U形管中,请根据此装置在下列两项中择一
回答:
①若不是原电池,请说明原因:　　　　　　　　　　　(如果回答此题,下面的②不用回答)。
②若是原电池,现要求利用此装置(电极材料、溶液浓度均不变),采取适当的措施来提高电池的放电效率,该操作可以是:　。
（3）目前我国许多大型铜质文物露天放置腐蚀严重,在不影响观瞻效果的条件下,除用加保护层法保护外,请你再提出一项简单而有效的保护方法并简述其保护原理: 。

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（1）甲醇可作为燃料电池的原料。以CH₄和H₂O为原料,通过下列反应来制备
甲醇。
Ⅰ:CH₄ (g)+H₂O(g)=CO(g)+3H₂(g)　ΔH="+206.0" kJ·mol^-1
Ⅱ:CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g)　ΔH=—129.0 kJ·mol^-1
CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CH₃OH(g)和H₂(g)的热化学方程式为
。
（2）甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co²⁺氧化成C

,然后以C

作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。实验室用如图装置完成上述过程:

①写出阳极电极反应式:　                 。
②写出除去甲醇的离子方程式:　                  。
（3）写出以NaHCO₃溶液为介质的Al—空气原电池的负极电极反应式:　            。

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