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        1. 美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學電源,其構(gòu)造如圖所示:a、b兩個電極均由多孔碳制成,通入的氣體由孔隙中逸出,并在電極表面放電.
          (1)a是
          極,電極反應(yīng)式是
          2H2-4e-+4OH-=4H2O(或H2-2e-+2OH-=2H2O)
          2H2-4e-+4OH-=4H2O(或H2-2e-+2OH-=2H2O)
          ;b是
          極.電極反應(yīng)式是
          O2+4e-+2H2O=4OH-
          O2+4e-+2H2O=4OH-

          (2)飛船上宇航員的生活用水由燃料電池提供.若為飛行員提供了360kg的水,則電路中通過了
          4×104
          4×104
          mol的電子.
          分析:(1)氫氧燃料電池中,通入氫氣的一極為電源的負極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O,通入氧氣的一極為原電池的正極,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-,原電池工作時,氫氧燃料電池的總反應(yīng)為2H2+O2=2H2O;
          (2)在2H2+O2=2H2O中,化合價升高值=化合價降低值=4,即當轉(zhuǎn)移電子4mol時,會有2mol的水生成.
          解答:解:(1)氫氧燃料電池中,通入氫氣的一極為電源的負極,通入氧氣的一極為原電池的正極,由于電解質(zhì)溶液呈堿性,則負極電極反應(yīng)式為2H2-4e-+4OH-=4H2O(或H2-2e-+2OH-=2H2O),正極電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-,故答案為:負;2H2-4e-+4OH-=4H2O(或H2-2e-+2OH-=2H2O);正;O2+4e-+2H2O=4OH-;
          (2)氫氧燃料電池的總反應(yīng)與氫氣在氧氣中燃燒的化學方程式相同,生成物為水,即2H2+O2=2H2O,在2H2+O2=2H2O中,化合價升高值=化合價降低值=4,即當轉(zhuǎn)移電子4mol時,會有2mol即36g的水生成,當為飛行員提供了360kg即2×104mol的水時,會轉(zhuǎn)移電子4×104mol,故答案為:4×104
          點評:本題考查原電池中的氫氧燃料電池的工作原理,題目難度不大,注意電極方程式的書寫以及電解質(zhì)溶液的酸堿性.
          練習冊系列答案
          相關(guān)習題

          科目:高中化學 來源: 題型:

          看圖回答下列問題

          (1)若燒杯中溶液為稀硫酸,則觀察到的現(xiàn)象是
          鎂逐漸溶解,鋁極上有氣泡冒出
          鎂逐漸溶解,鋁極上有氣泡冒出
          ,電流表指針
          偏轉(zhuǎn)
          偏轉(zhuǎn)
          (填偏轉(zhuǎn)或不偏轉(zhuǎn)),兩極反應(yīng)式為:正極
          2H++2e-=H2
          2H++2e-=H2
          ;負極
          Mg-2e-=Mg2+
          Mg-2e-=Mg2+

          (2)若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液,則負極為
          Al
          Al
          (填Mg或Al),總反應(yīng)方程式為
          2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2
          2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

          (3)美國阿波羅宇宙飛船上使用了一種新型裝置,其構(gòu)造如圖所示:A、B兩個電極均由多孔的碳塊組成.該電池的正極反應(yīng)式為:
          O2+2H2O+4e-=4OH-
          O2+2H2O+4e-=4OH-

          (4)如果將上述裝置中通入的H2改成CH4氣體,也可以組成一個原電  池裝置,電池的總反應(yīng)方程式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,則該電池的負極反應(yīng)式為:
          CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O
          CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O

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          科目:高中化學 來源: 題型:

          已知在25°C、1.013×105Pa下,1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出285kJ的熱量,請回答下列問題:
          (1)若2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣,則放出的熱量
             (填“>”、“<”或“=”)570kJ
          (2)美國阿波羅宇宙飛船上使用了一種新型裝置,其構(gòu)造如右圖所示:A、B兩個電極均由多孔的碳塊組成.該電池的正極為:
          B
          B
          (填A(yù)或B).若該電池工作時增加了1mol H2O,電
          路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為
          2
          2
           mol.
          (3)如果將上述裝置中通入的H2改成CH4氣體,也可以組成一個原電池裝置,電池的總反應(yīng)方程式為:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,則該電池的負極反應(yīng)式為:
          CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O
          CH4+8e-+10OH-=CO32-+7H2O

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          科目:高中化學 來源: 題型:

          美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學電源,被稱為21世紀的明星電池,其構(gòu)造如圖所示:兩個電極均由多孔性碳制成,通入的氣體由孔隙中逸出,并在電極表面放電.
          (1)a是
          極(填“正”或“負”),其pH值
          降低
          降低
          (填升高、降低或不變),b極的電極反應(yīng)式
          O2+4e-+2H2O=4OH-
          O2+4e-+2H2O=4OH-

          (2)某些碳氫化合物也可作為燃料電池的燃料,如天然氣(甲烷)等.若將圖中H2換成CH4時,電池內(nèi)總的反應(yīng)方程式為:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O.請寫出a極的電極反應(yīng)式
          CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
          CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
          .在電池工作期間,CO32-流向
          a
          a
          極(填a或b).

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          科目:高中化學 來源: 題型:

          美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學電池,其構(gòu)造如圖所示;兩個電極均由多孔性碳制成,通入的氣體由孔隙中逸出,并在電極表面放電.
          (1)a極是
          極,b極是
          極,電極反應(yīng)式分別為
          2H2+4OH--4e-=4H2O
          2H2+4OH--4e-=4H2O
          ,
          O2+2H2O+4e-=4OH-
          O2+2H2O+4e-=4OH-

          (2)氫氣是燃料電池最簡單的燃料,雖然使用方便,卻受到價格和來源的限制.常用的燃料,往往是某些碳氫化合物,如甲烷(天然氣)、汽油等.請寫出將圖中H2換成CH4時所構(gòu)成的甲烷燃料電池中a極的電極反應(yīng)式:
          CH4+10OH-+8e-=CO32-+7H2O
          CH4+10OH-+8e-=CO32-+7H2O
          .此時電池內(nèi)總的反應(yīng)方程式為
          CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O
          CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O

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