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某兴趣小组采用如下方法制作氢氧燃料电池.
(1)如下图A所示:a,b均为多孔石墨棒,其中a与直流电源正极相连,b与直流电源负极相连,电解质溶液为NaOH,则电极上发生的电极反应式分别为:a极
4OH--4e-═O2↑+2H2O
4OH--4e-═O2↑+2H2O
  b极
2H++2e-=H2
2H++2e-=H2
,电解反应方程式为
2H2O
 电解 
.
 
O2↑+2H2
2H2O
 电解 
.
 
O2↑+2H2
.                                           
由于使用多孔石墨棒,此时生成的氢气及氧气中有一部分被石墨棒吸附.
(2)然后如下图B所示,移走直流电源,在a,b极间连接一个二极管,可以看到二极管发光.此时的电流方向是:
a→b
a→b
,a极的电极反应式为:
O2+2H2O+4e-═4OH-
O2+2H2O+4e-═4OH-
,b极的电极反应式为:
H2+2OH--2e-=2H2O
H2+2OH--2e-=2H2O
,电池反应方程式为:
O2+2H2═2H2O
O2+2H2═2H2O
分析:(1)根据图知,a是阳极,b是阴极,阳极上氢氧根离子放电,阴极上氢离子放电,据此写出电极反应式;
(2)图B是原电池装置,依据电解过程生成气体可知,a电极生成的是氧气;b电极生成的是氢气,去掉电源连接发光二极管,可以看到二极管发光,说明氢气和氧气再氢氧化钠溶液中形成了燃料电池,氧气一端做正极,氢气一端做负极;电流方向从正极流向负极.
解答:解:(1)根据图知,a是阳极,b是阴极,阳极上氢氧根离子放电生成氧气,电极反应式为:4OH--4e-═O2↑+2H2O,阴极上氢离子放电生成氢气,电极反应式为:2H++2e-=H2↑,所以电池反应式为:2H2O
 电解 
.
 
O2↑+2H2↑,
故答案为:4OH--4e-═O2↑+2H2O;2H++2e-=H2↑;2H2O
 电解 
.
 
O2↑+2H2↑;
(2)图B是原电池装置,依据电解过程生成气体可知,a电极生成的是氧气;b电极生成的是氢气,去掉电源连接发光二极管,可以看到二极管发光,说明氢气和氧气再氢氧化钠溶液中形成了燃料电池,氧气一端做正极,氢气一端做负极,电流方向从正极a流向负极b,正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e-═4OH-,负极上氢气失电子发生氧化反应,电极反应式为:H2+2OH--2e-=2H2O,电池反应式为:O2+2H2═2H2O,
故答案为:a→b;O2+2H2O+4e-═4OH-;H2+2OH--2e-=2H2O;O2+2H2═2H2O.
点评:本题考查了原电池和电解池原理,注意电极反应式的书写要结合电解质溶液的酸碱性,为易错点.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

SO2 是一种重要的化工原料,某兴趣小组采用如图1所示装置制取并探究SO2气体的性质.
(1)下列实验方案适用于用如图所示装置制取所需SO2 的是
B
B
(填序号).
A.Na2SO3 溶液与HNO3             
B.Na2SO3 固体与浓硫酸
C.固体硫在纯氧中燃烧             
D.铜与浓H2SO4
(2)组装完仪器后,检查发生装置气密性的方法是:关闭活塞b,
试管d中加水至浸没长导管口,(塞紧试管c和d的胶塞,)加热c(或用手捂热c),试管d中有气泡冒出,停止加热后,试管d中有一段水柱上升,说明装置气密性良好
试管d中加水至浸没长导管口,(塞紧试管c和d的胶塞,)加热c(或用手捂热c),试管d中有气泡冒出,停止加热后,试管d中有一段水柱上升,说明装置气密性良好

(3)指导老师指出应增加一尾气吸收装置,并帮助同学们设计了如图2所示装置,其中合理的是
AD
AD
(填序号).
(4)小组同学设计在试管d中加入FeCl3溶液,验证SO2 的还原性.为了验证SO2 与Fe3+发生了氧化还原反应,他们在通入足量SO2 后,取试管d中的溶液,分成三份,并设计了如下实验:
方案A:往第一份试液中加入KMnO4 溶液,紫红色褪去
方案B:往第二份试液加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红
方案C:往第三份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀.
写出SO2 与Fe3+反应的离子方程式
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+

上述方案中不合理的一项是
A
A
,原因是
因为SO2和Fe2+都可以使KMnO4溶液褪色,所以无法确定一定有Fe2+生成
因为SO2和Fe2+都可以使KMnO4溶液褪色,所以无法确定一定有Fe2+生成

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

SO2是一种重要的化工原料,也是引起酸雨污染的重要来源.
(1)下列有关酸雨的说法正确的是
D
D
(填序号).
A.SO2、NO2或CO2都会导致酸雨的形成
B.NO不溶于水,所以不会造成酸雨污染
C.燃煤时鼓入足量空气,可以减少酸雨的产生
D.采用清洁能源,可以减少酸雨的产生
(2)某兴趣小组采用如图装置制取并探究SO2气体的性质.
①下列实验方案适用于用右图所示装置制取所需SO2的是
B
B
(填序号).
A.Na2SO3溶液与HNO3                 B.Na2SO3固体与浓硫酸
C.固体硫在纯氧中燃烧               D.铜与浓H2SO4
②组装完仪器后,检查装置气密性的方法是:关闭活塞b,
试管d中加水至浸没长导管口,(塞紧试管c和d的胶塞,)加热c(或用手捂热c),试管d中有气泡冒出,停止加热后,试管d中有一段水柱上升,说明装置气密性良好
试管d中加水至浸没长导管口,(塞紧试管c和d的胶塞,)加热c(或用手捂热c),试管d中有气泡冒出,停止加热后,试管d中有一段水柱上升,说明装置气密性良好

③指导老师指出应增加一尾气吸收装置,并帮助同学们设计了如下装置,其中合理的是
AD
AD
(填序号).

④小组同学设计在试管d中加入FeCl3溶液,验证SO2的还原性.为了验证SO2与Fe3+发生了氧化还原反应,他们在通入足量SO2后,取试管d中的溶液,分成三份,并设计了如下实验:
方案A:往第一份试液中加入KmnO4溶液,紫红色褪去
方案B:往第二份试液加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红
方案C:往第三份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀.
上述方案不合理的是
A
A
原因是
SO2和Fe2+都可以使KMnO4溶液褪色,所以无法确定一定有Fe2+生成
SO2和Fe2+都可以使KMnO4溶液褪色,所以无法确定一定有Fe2+生成

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科目:高中化学 来源:2012-2013学年天津市五区县高三质量检查试卷(一)理综化学试卷(解析版) 题型:实验题

SO2是一种重要的化工原料,也是引起酸雨污染的重要来源。

(1)某兴趣小组采用如图所示装置制取SO2

①下列实验方案适用如图所示装置制取所需SO2的试剂是_______(填序号)。

A.Na2SO3溶液与稀硝酸

B.Na2SO3固体与浓硫酸

C.固体硫和氧气

D.铜与浓硫酸

②a的仪器名称是_______。

③尾气吸收装置的连接顺序是b接(   )接 (   )接e。

(2)为了回收利用SO2废气,研究人员研制了利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收高温焙烧含硫废渣产生的SO2废气,制备硫酸锰晶体(生产流程,其流程示意图如下:

  已知:浸出液的pH<2,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2、Al3等其他金属离子。有关金属离子形成氢氧化物沉淀时溶液的pH见下表:

请回答:

①含Al3的盐常用作净水剂,用离子方程式表示其净水原理________________________。

②浸出过程中主要反应的化学方程式是___________________________________________。

③氧化过程中加入MnO2粉的目的是______________________________________________;

反应的离子方程式是_________________________________________________________。

④用石灰浆调节pH,pH应调节的范围是___________________________________。

⑤滤渣的主要成分是____________________________________。

 

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

SO2 是一种重要的化工原料,某兴趣小组采用如图1所示装置制取并探究SO2气体的性质.
(1)下列实验方案适用于用如图所示装置制取所需SO2 的是______(填序号).
A.Na2SO3 溶液与HNO3      
B.Na2SO3 固体与浓硫酸
C.固体硫在纯氧中燃烧      
D.铜与浓H2SO4
(2)组装完仪器后,检查发生装置气密性的方法是:关闭活塞b,______;
(3)指导老师指出应增加一尾气吸收装置,并帮助同学们设计了如图2所示装置,其中合理的是______(填序号).
(4)小组同学设计在试管d中加入FeCl3溶液,验证SO2 的还原性.为了验证SO2 与Fe3+发生了氧化还原反应,他们在通入足量SO2 后,取试管d中的溶液,分成三份,并设计了如下实验:
方案A:往第一份试液中加入KMnO4 溶液,紫红色褪去
方案B:往第二份试液加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红
方案C:往第三份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀.
写出SO2 与Fe3+反应的离子方程式______.
上述方案中不合理的一项是______,原因是______.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

SO2是一种重要的化工原料,也是引起酸雨污染的重要来源.
(1)下列有关酸雨的说法正确的是______(填序号).
A.SO2、NO2或CO2都会导致酸雨的形成
B.NO不溶于水,所以不会造成酸雨污染
C.燃煤时鼓入足量空气,可以减少酸雨的产生
D.采用清洁能源,可以减少酸雨的产生
(2)某兴趣小组采用如图装置制取并探究SO2气体的性质.
①下列实验方案适用于用右图所示装置制取所需SO2的是______(填序号).
A.Na2SO3溶液与HNO3         B.Na2SO3固体与浓硫酸
C.固体硫在纯氧中燃烧        D.铜与浓H2SO4
②组装完仪器后,检查装置气密性的方法是:关闭活塞b,______
③指导老师指出应增加一尾气吸收装置,并帮助同学们设计了如下装置,其中合理的是______(填序号).

④小组同学设计在试管d中加入FeCl3溶液,验证SO2的还原性.为了验证SO2与Fe3+发生了氧化还原反应,他们在通入足量SO2后,取试管d中的溶液,分成三份,并设计了如下实验:
方案A:往第一份试液中加入KmnO4溶液,紫红色褪去
方案B:往第二份试液加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红
方案C:往第三份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀.
上述方案不合理的是______原因是______.

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