碱性氢氧燃料电池池选择不同的电解质溶液有什么区别

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氢氧燃料电池是最常见的燃料电池,该电池在正极通入氧气,在负极通入氢气,而电解质溶液通常是KOH溶液。(1)请写出氢氧燃料电池的正极反应方程式。(2)氢氧燃料电池有何优点?
题型:填空题难度:中档来源:不详
1/2O2 + H2O + 2e- = 2OH-(3分)&&&&&&无污染,环保(2分)试题分析:在原电池中较活泼的金属作负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极上,所以溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。正极得到电子,发生还原反应。所以在氢氧燃料电池中,氢气在负极通入,氧气在正极通入。由于电解质是氢氧化钾,所以正极电极反应式是1/2O2 + H2O + 2e- = 2OH-;由于氢气燃烧的生成物是水,对环境没有污染,属于环保电池。点评:在书写氢氧燃料电池时,除了要注意判断正负极之外,在书写电极反应式时,还要注意电解质溶液的酸碱性。
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据魔方格专家权威分析,试题“氢氧燃料电池是最常见的燃料电池,该电池在正极通入氧气,在负极..”主要考查你对&&原电池原理的应用,原电池的形成条件,原电池原理&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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原电池原理的应用原电池的形成条件原电池原理
原电池原理的应用:(1)根据形成原电池判断金属的活动性根据活泼金属为负极,不活泼金属为正极,可通过组成原电池判断金属活动性。 (2)形成原电池可以加快反应速率纯锌与稀H2SO4反应速率较慢,当加入CuSO4溶液以后,反应速率加快,因为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+析出的Cu与Zn接触,在稀H2SO4中形成原电池,加快反应速率。 (3)根据原电池原理可以判断电池的正负极、电解质溶液、判断溶液pH的变化 (4)根据原电池原理可以保护金属不被腐蚀 (5)判断金属腐蚀程度的快慢 &原电池原理的应用:
1.比较不同金属的活动性强弱根据原电池原理可知,在原电池反应过程中,一般活动性强的金属作负极,而活动性弱的金属(或能导电的非金属)作正极。若有两种金属A和B,用导线将A和B连接后,插入到稀硫酸中,一段时间后,若观察到A极溶解,而B 极上有气体放出,说明在原电池工作过程中,A被氧化成阳离子而失去电子作负极,B作正极,则金属A的金属活动性比B强。 2.加快氧化还原反应的速率因为形成原电池后,产生电位差,使电子的运动速率加快,从而使反应速率增大,如Zn与稀H2SO4反应制氧气时,可向溶液中滴加少量CuSO4溶液,形成Cu—Zn原电池,加快反应速率 3.用于金属的防护要保护一个铁制闸门,可用导线将其与一锌块相连,使锌作原电池的负极,铁制闸门作正极。 4.设计制作化学电源设计原电池时要紧扣构成原电池的条件。 (1)首先要将已知氧化还原反应拆分为两个半反应: (2)然后根据原电池的电极反应特点,结合两个半反应找出正、负极材料(一般负极就是失电子的物质,正极用比负极活泼性差的金属或导电的非金属)及电解质溶液: ①电解质溶液的选择电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或者能与电极产物发生反应。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。如在铜一锌一硫酸铜构成的原电池中,负极金属锌浸泡在含有 Zn2+“的电解质溶液中,而正极铜浸泡在含有Cu2+的溶液中. ②电极材料的选择在原电池中,选择较活泼的金属或还原性较强的物质作为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属或氧化性较强的物质作为正极。一般,原电池的负极能够与电解质溶液反应,容易失去电子,因此负极一般是活泼的金属材料(也可以是还原性较强的非金属材料如H2、CH4等)。 (3)举例根据以下反应设计原电池:原电池的构成条件:&(1)活泼性不同的两个电极。 (2)电解质溶液,一般能与较活泼金属自发地进行氧化还原反应。 (3)形成闭合回路。原电池中盐桥的作用:盐桥中的盐溶液是电解质溶液(通常装有含琼胶的KCl饱和溶液),能使两烧杯中的溶液连成一个通路。通过盐桥中阴、阳离子的定向移动(阳离子移向正极,阴离子移向负极)维持两个半电池的电中性,以使原电池连续工作。盐桥将氧化还原反应的两个半反应隔开进行,能提高原电池的工作效率,减缓电流衰减。原电池:1.定义:将化学能转化为电能的装置。2.工作原理:以铜-锌原电池为例(1)装置图:(2)原理图:3.实质:化学能转化为电能。 4.构成前提:能自发地发生氧化还原反应。 5.电极反应:负极:失去电子;氧化反应;流出电子正极:得到电子;氧化反应;流入电子6.原电池正负极判断的方法: ①由组成原电池的两级材料判断,一般是活泼金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 ②根据电流方向或电子流动方向判断,电流是由正极流向负极,电子流动方向是由负极流向正极。 ③根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向,在原电池的电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。 ④根据原电池两级发生的变化来判断,原电池的负极总是失电子发生氧化反应,正极总是得电子发生还原反应。 ⑤X极增重或减重:X极质量增加,说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电,反之,X极质量减少,说明X极金属溶解,X极为负极。 ⑥X极有气泡冒出:发生可析出氢气的反应,说明X极为正极。 ⑦X极负极pH变化:析氢或吸氧的电极发生反应后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,X极附近的pH增大,说明X极为正极。&原电池中的电荷流动:
在外电路(电解质溶液以外),电子(负电荷)由负极经导线(包括电流表和其他用电器)流向正极,使负极呈正电性趋势、正极呈负电性趋势。在内电路(电解质溶液中),阳离子(带正电荷)向正极移动,阴离子 (带负电荷)向负极移动。这样形成了电荷持续定向流动,电性趋向平衡的闭合电路。
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214924394351395078369295392681384236被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点.右图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶液为KOH溶液,电极材料为疏松多孔石墨棒.当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时,便可在闭合回路中不断地产生电流.试回答下列问题:(1)、图中通过负载的电子流动方向(填“向左”或“向右)(2)、写出氢氧燃料电池工作时电极反应方程式和总反应方程式正极:_____________________负极:总反应:(3)、为了获得氢气,除了充分利用太阳能外,工业上利用石油产品与水在高温、催化剂作用下制取氢气.写出丙烷(C3H8)和H2O反应生成H2和CO的化学方程式:(4)、若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时,负极反应式为电池总离子反应方程式为(1)向右(2)2H2O+O2+4e-===4OH-;2H2+4OH--4e-===4H2O2H2+O2===2H2O(3)C3H8+3H2O3CO+7H2(4)CH4+10OH--8e-===CO+7H2O;CH4+2O2+2OH-===CO+3H2O略广东省湛江一中学年高二10月月考理综化学试题答案
向右 ++--? ;+--- +++(4) CH4+10OH--8e-===CO+7H2O;CH4+2O2+2OH-===CO+3H2O相关试题& 常见化学电源的种类及其工作原理知识点 & “如图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶...”习题详情
111位同学学习过此题,做题成功率60.3%
如图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶液为KOH溶液,电极材料为疏松多孔石墨棒.当氧气和氢气分别连续不断地从两极通入燃料电池时,便可在闭合回路中不断地产生电流.这被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高率的特点.试回答下列问题:(1)图中通过负载(负载是指用电器)的电子流动方向向右&(填“向左”或“向右”),负极发生氧化&反应.(2)写出氢氧燃料电池工作时的电极反应式负极:H2+2OH--2e-═2H2O&,正极:2H2O+O2+4e-═4OH-&,(3)电池工作时,负极区的PH值减小&(填“增大”或“不变”或“减小”).
本题难度:一般
题型:填空题&|&来源:网络
分析与解答
习题“如图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶液为KOH溶液,电极材料为疏松多孔石墨棒.当氧气和氢气分别连续不断地从两极通入燃料电池时,便可在闭合回路中不断地产生电流.这被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具...”的分析与解答如下所示:
(1)根据燃料电池的工作原理来判断电子的流向;(2)在燃料电池中,负极上是燃料发生失电子的氧化反应,正极上发生得电子的还原反应,结合电解质环境来书写电极反应式;(3)根据负极区域的电极反应判断pH的变化.
解:(1)①根据原电池工作原理,负极上失电子,电子从负极沿外电路流向正极,所以通过负载的电子流动方向是向右,燃料电池的负极是燃料发生失电子的氧化反应,故答案为:向右;氧化;(2)正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子,发生还原反应,所以电极反应式为2H2O+O2+4e-═4OH-;负极上失电子和氢氧根离子反应生成水,所以电极反应式为2H2+4OH--4e-═4H2O;两极上的电极反应式相加得总反应方程式,所以总反应方程式为2H2+O2═2H2O,故答案为:H2+2OH--2e-═2H2O;2H2O+O2+4e-═4OH-;(3)电池工作时,负极区的电极反应式为2H2+4OH--4e-═4H2O,消耗氢氧根离子,所以pH减小,故答案为:减小.
本题考查学生原电池的工作原理并以原电池为载体考查了电极反应方程式的书写,该题较基础,难度不大.
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如图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶液为KOH溶液,电极材料为疏松多孔石墨棒.当氧气和氢气分别连续不断地从两极通入燃料电池时,便可在闭合回路中不断地产生电流.这被誉为改变未来世界的十大新科技之一的...
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经过分析,习题“如图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶液为KOH溶液,电极材料为疏松多孔石墨棒.当氧气和氢气分别连续不断地从两极通入燃料电池时,便可在闭合回路中不断地产生电流.这被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具...”主要考察你对“常见化学电源的种类及其工作原理”
等考点的理解。
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常见化学电源的种类及其工作原理
与“如图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶液为KOH溶液,电极材料为疏松多孔石墨棒.当氧气和氢气分别连续不断地从两极通入燃料电池时,便可在闭合回路中不断地产生电流.这被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具...”相似的题目:
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关于氢氧燃料电池的疑问[希望可以得到您的帮助]氢氧燃料电池在碱是电解质溶液和在酸是电解质溶液时总反应有什么不同?
裁决小男140
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