氢氧燃料电池已用于航天飞机.以硫酸溶液为电解质溶液,电子经外电路、质子经内电路到达另一电极后发生电极反应,这种电池在使用时的电极反应如下:
2H$_2$-4e_=4H_ O$_2$+4e_+4H_=2H$_2$O
下列说法不正确的是( )
分析:
氢氧燃料电池负极发生氧化反应,电极反应式为2H$_2$-4e_=4H_,正极发生还原反应,电极反应式为O$_2$+4e_+4H_=2H$_2$O,总反应式为2H$_2$+O$_2$=2H$_2$O,原电池工作时,电子由负极经外电路流向正极,由图示可看出,左电极为负极,通入氢气,右电极为正极,通入氧气.
解答:
解:A.原电池工作时,电子由负极经外电路流向正极,由图示可看出,右电极为电池正极,b处通入的物质是氧气,故A正确;
B.左电极为负极,a处通入的物质是氢气,发生氧化反应,故B错误;
C.正负极电极反应式相加可得电池总反应为2H$_2$+O$_2$=2H$_2$O,故C正确;
D.氢氧燃料电池负极发生氧化反应,电极反应式为2H$_2$-4e_=4H_,故D正确.
故选B.
点评:
本题考查氢氧燃料电池的工作原理,题目难度不大,注意正负极的判断和电极反应式的书写.
阿波罗宇宙飞船上使用的是氢-氧燃料电池,其电极总反应式为:2H$_2$+O$_2$═2H$_2$O;电解质溶液为KOH溶液,下列叙述正确的是( )
分析:
氢氧燃料碱性电池中,负极上电极反应式为H$_2$+2OH_-2e_=2H$_2$O,正极上电极反应式为O$_2$+2H$_2$O+4e_=4OH_,
A.该装置中氢气不燃烧,只是将化学能转化为电能;
B.通入氢气的电极为负极、通入氧气的电极为正极;
C.电池反应式为2H$_2$+O$_2$═2H$_2$O,溶液体积增大导致溶液中氢氧根离子浓度减小;
D.正极上氧气得电子发生还原反应.
解答:
解:氢氧燃料碱性电池中,负极上电极反应式为H$_2$+2OH_-2e_=2H$_2$O,正极上电极反应式为O$_2$+2H$_2$O+4e_=4OH_,
A.该装置中氢气不燃烧,只是将化学能转化为电能,所以该电池不能看到浅蓝色火焰,故A错误;
B.负极上失电子、正极上得电子,所以通入氢气的电极为负极、通入氧气的电极为正极,故B错误;
C.电池反应式为2H$_2$+O$_2$═2H$_2$O,溶液体积增大导致溶液中氢氧根离子浓度减小,则溶液的pH减小,故C错误;
D.正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为 O$_2$+2H$_2$O+4e_=4OH_,故D正确;
故选D.
点评:
本题考查了燃料电池,根据物质的性质确定正负极上通入的物质,难点是电极反应式的书写,注意碱性溶液中不能生成氢离子,书写电极反应式要结合电解质溶液酸碱性,为易错点.
一种新型燃料电池,以Pt为电极插入KOH溶液中,分别向两极通氢气和氧气,有关推断错误的是( )
分析:
氢氧燃料电池中通入氢气的一极为原电池的负极,发生氧化反应,通入氧气的一极为原电池的正极,发生还原反应,溶液的酸碱性不同,电极反应式不同,电池总反应都为2H$_2$+O$_2$=2H$_2$O.
解答:
解:A、氢氧燃料电池中通入氢气的一极为原电池的负极,通入氧气的一极为原电池的正极,故A正确;
B、氢氧燃料电池中通入氢气的一极为原电池的负极,发生氧化反应,燃料电池中可燃物一般在负极发生氧化反应,故B正确;
C、氢氧燃料电池中,电池总反应为2H$_2$+O$_2$=2H$_2$O,因为生成水,导致电解质氢氧化钾的浓度减小,故C错误;
D、氢氧燃料电池总反应为2H$_2$+O$_2$=2H$_2$O,参加反应的氢气和氧气的物质的量之比是2:1,故D正确.
故选C.
点评:
本题考查氢氧燃料电池的工作原理及电极反应式的书写,题目难度不大,注意电极反应与电解质溶液的关系.
上海自主研发了一种氢燃料汽车.它是以30%KOH溶液为电解质的氢氧燃料电池,下列有关说法中,不正确的是( )
分析:
根据电极反应式知,氢氧燃料碱性电池中,通入氢气的电极是负极,该极上发生氧化反应,通入氧气的电极是正极,该极上是氧气发生得电子的还原反应,电池反应式为2H$_2$+O$_2$=2H$_2$O,燃烧产物是水,环保无污染.
解答:
解:A、氢氧燃料碱性电池中,通入氧气的电极是正极,该极上是氧气发生得电子的还原反应,正极反应:O$_2$+2H$_2$O+4e_═4OH_,故A正确;
B、氢氧燃料碱性电池中,通入氢气的电极是负极,该极上发生氧化反应,故B正确;
C、正极反应:O$_2$+2H$_2$O+4e_═4OH_,在正极上消耗的是氧气,负极上消耗的是氢气,故C错误;
D、在燃料电池工作时,化学能大多数转化为电能,能量转化率高,并且2H$_2$+O$_2$=2H$_2$O知,氢氧燃料电池的产物是水,水对环境没有污染,所以属于环境友好电池,故D正确.
故选C.
点评:
本题考查原电池的组成以及工作原理,题目难度不大,注意电极反应式以及能量的转换形式,注意燃料电池中燃料不燃烧,为易错点.
氢氧燃料电池已用于航天飞机.以硫酸溶液为电解质溶液,电子经外电路、质子(H_)经内电路到达另一电极后发生电极反应,这种电池(如图)在使用时的电极反应如下:
2H$_2$-4e_═4H_
O$_2$+4e_+4H_═2H$_2$O
下列说法不正确的是( )
分析:
氢氧燃料电池负极发生氧化反应,电极反应式为2H$_2$-4e_=4H_,正极发生还原反应,电极反应式为O$_2$+4e_+4H_=2H$_2$O,总反应式为2H$_2$+O$_2$=2H$_2$O,原电池工作时,电子由负极经外电路流向正极,由图示可看出,左电极为负极,通入氢气,右电极为正极,通入氧气.
解答:
解:A.原电池工作时,电子由负极经外电路流向正极,由图示可看出,右电极为电池正极,b处通入的物质是氧气,故A正确;
B.左电极为负极,a处通入的物质是氢气,发生氧化反应,故B错误;
C.氢氧燃料电池负极发生氧化反应,电极反应式为2H$_2$-4e_=4H_,故C正确;
D.正负极电极反应式相加可得电池总反应为2H$_2$+O$_2$=2H$_2$O,故D正确.
故选B.
点评:
本题考查氢氧燃料电池的工作原理,题目难度不大,注意正负极的判断和电极反应式的书写.
据媒体报道,以氢氧燃料电池为动力的公交车即将在北京试运行.质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源.该燃料电池以氢气为燃料,空气为氧化剂,铂作催化剂,导电离子是H_.下列对该燃料电池的描述中正确的是( )
①正极反应为O$_2$+4H_+4e_=2H$_2$O
②负极反应为2H$_2$-4e_=4H_
③总的化学反应为2H$_2$+O$_2$$\xlongequal[]{点燃}$2H$_2$O
④氢离子通过电解质向正极移动.
分析:
该燃料电池中,通入燃料的电极是负极,负极上燃料失电子发生氧化反应,通入氧化剂的电极是正极,正极上氧气得电子发生还原反应,原电池放电时,阳离子向正极移动.
解答:
解:①该燃料电池属于原电池,①正极上氧气得电子和氢离子反应生成水,电极反应式为:O$_2$+4H_+4e_═2H$_2$O,故正确;
②负极上氢气失电子生成氢离子,所以负极反应为:2H$_2$-4e_═4H_,故正确;
③将正负极电极反应式相加得总的化学反应为:2H$_2$+O$_2$═2H$_2$O,但是不能点燃,是自发地氧化还原反应,故错误;
④该电池放电时,阳离子向正极移动,所以H_通过电解质向正极移动,故正确;
故选C.
点评:
本题考查燃料电池,根据原电池原理来分析解答,注意原电池放电时电解质溶液中阴阳离子的定向移动,为易错点.
据媒体报道:以氢氧燃料电池为动力的公交车即将在北京试运行.质子交换膜燃料电池(PEMFC)常作为电动汽车的动力源.该燃料电池以氢气为燃料,空气为氧化剂,铂为电极,导电离子是H_.下列对该燃料电池的描述正确的是( )
①正极反应为:O$_2$+4H_+4e_=2H$_2$O
②电子由负极流向正极
③总的化学反应为:2H$_2$+O$_2$=2H$_2$O
④氢离子通过电解质向正极移动.
分析:
该燃料电池中,通入燃料的电极是负极,负极上燃料失电子发生氧化反应,通入氧化剂的电极是正极,正极上氧气得电子发生还原反应,原电池放电时,阳离子向正极移动,电子从负极沿导线流向正极.
解答:
解:①正极上氧气得电子和氢离子反应生成水,电极反应式为:O$_2$+4H_+4e_═2H$_2$O,故正确;
②原电池放电时,负极上生成电子,正极上需要电子,所以电子从负极沿导线流向正极,故正确;
③将正负极电极反应式相加得总的化学反应为:2H$_2$+O$_2$═2H$_2$O,故正确;
④该电池放电时,阳离子向正极移动,所以H_通过电解质向正极移动,故正确;
故选D.
点评:
本题考查燃料电池,根据原电池原理来分析解答,注意原电池放电时电解质溶液中阴阳离子的定向移动,为易错点.
氢氧燃料电池已用于航天飞机.以稀硫酸溶液为电解质溶液的这种电池在使用时的电极反应如下:
负极:2H$_2$-4e_=4H_; 正极:O$_2$+4e_+4H_=2H$_2$O
据此作出判断,下列说法中正确的是( )
分析:
根据电极反应式知,氢氧燃料碱性电池中,通入氢气的电极是负极,氢气被氧化生成水,通入氧气的电极是正极,发生还原反应,电池反应式为2H$_2$+O$_2$=2H$_2$O,以此解答该题.
解答:
解:A.氧气被还原,应为原电池的正极反应,故A错误;
B.电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致,供电时的总反应为2H$_2$+O$_2$═2H$_2$O,故B正确;
C.电池为化学能转化为电能的装置,故C错误;
D.氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置,还会伴有热能等能量的释放,能量转化率不会达100%,故D错误.
故选B.
点评:
本题考查原电池的组成以及工作原理,为高频考点,题目难度不大,注意电极反应式以及能量的转换形式,注意燃料电池的能量转化率不能达到100%,为易错点.
如图是酸性氢氧燃料电池构造示意图.关于该电池的说法不正确的是( )
分析:
氢氧燃料电池中,通入氢气的一极为电源的负极,发生氧化反应,电极反应式为H$_2$-2e_=2H_,通入氧气的一极为原电池的正极,电极反应式为O$_2$+4H_+4e_=2H$_2$O,原电池工作时,电子由负极经外电路流向正极.
解答:
解:A、氢氧燃料电池中,H$_2$在负极a上被氧化,O$_2$在正极b上被还原,故A正确;
B、原电池工作时,电子由负极经外电路流向正极,即由a通过灯泡流向b,电流方向与电子流向相反,由b通过灯泡流向a,故B正确;
C、通入氧气的一极为原电池的正极,由于电解质溶液为酸性,故正极的电极反应是:O$_2$+4H_+4e_=2H$_2$O,故C错误;
D、氢氧燃料电池的总反应为:2H$_2$+O$_2$=2H$_2$O,属于环保电池,故D正确.
故选C.
点评:
本题考查原电池的工作原理,题目难度不大,注意把握电极方程式的书写,特别是电解质溶液的酸碱性.
氢氧燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置,它是以铂作电极,NaOH溶液作电解液,总反应为:2H$_2$+O$_2$=2H$_2$O,正极反应式为:O$_2$+2H$_2$O+4e_=4OH_,下列叙述不正确的是( )
分析:
根据燃料电池的工作原理和规律:氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置,工作时,通入燃料氢气的一极为电池的负极,发生氧化反应,通入氧气的一极为电池的正极,发生还原反应,电池总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式一致,产物为水.
解答:
解:A、在燃料电池中,通入燃料氢气的一极为电池的负极,故A正确;
B、在燃料电池中,通入氧气的一极为电池的正极,故B正确;
C、在燃料电池中,电解质中的阴离子移向负极,即电解液中的OH_向负极移动,故C错误;
D、通入燃料氢气的一极为电池的负极,发生氧化反应,电极反应为H$_2$+2OH_-2e_=2H$_2$O,故D正确;
故选C.
点评:
本题考查学生燃料电池的工作原理以及电极反应方程式的书写知识,属于基本知识的考查,难度不大.