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燃料电池是一种新型的无污染、无噪音、高效率的汽车动力和发电设备,试解答下列问题:

  (1)宇宙飞船上的氢氧燃料电池,其电极反应为:2H2 + 4OH4e = 4H2OO2 + 2H2O + 4e = 4OH,正极发生的是________反应(填氧化或还原),总反应方程式是:____________________________

  (2)燃料电池在发电的同时还合成了水,这正好解决了宇航员在太空中饮水的问题.若电池输出的电流强度为533 A,则每小时能合成多少克水?

 

答案:
解析:

(1)还原;总反应式:2 H2+O2=H2O.

(2)电池每小时输出的电量Q = It = 533A×3600 s=1.9188×106C,输出的电子n(e-):

=1.9188×106C/1.60×10-19C/6.02×1023mol1=19.92 mol.每生成1 mol H2O需输出2 mol电子,所以生成水的质量为19.92 mol×18 g·mol1/2=179.3 g.

 


提示:

正极发生还原反应;第二问可根据电子转移与化合物的计量比算出。

 


练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源,其构造如图所示:a、b两个电极均由多孔碳制成,通入的气体由孔隙中逸出,并在电极表面放电.
(1)a是
极,电极反应式是
2H2-4e-+4OH-=4H2O(或H2-2e-+2OH-=2H2O)
2H2-4e-+4OH-=4H2O(或H2-2e-+2OH-=2H2O)
;b是
极.电极反应式是
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-

(2)飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供.若为飞行员提供了360kg的水,则电路中通过了
4×104
4×104
mol的电子.

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科目:高中化学 来源: 题型:

我国“神舟”号宇宙飞船成功发射并回收,是我国航天史上的里程碑. 飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源,它具有高能、轻便、不污染环境的特点.这种燃料电池的构造如右图所示,两个电极均由多空性碳制成,通入的气体由空隙逸出并在电极表面放电.
a极是
极,b极是
极,写出电极反应式a:
负极:2H2-4e-+4OH-=4H2O;(或H2-2e-+2OH-=2H2O)
负极:2H2-4e-+4OH-=4H2O;(或H2-2e-+2OH-=2H2O)

b:
正极:O2+4e-+2H2O=4OH-
正极:O2+4e-+2H2O=4OH-

总反应式:
2H2+O2=2H2O
2H2+O2=2H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:

美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源,被称为21世纪的明星电池,其构造如图所示:两个电极均由多孔性碳制成,通入的气体由孔隙中逸出,并在电极表面放电.
(1)a是
极(填“正”或“负”),其pH值
降低
降低
(填升高、降低或不变),b极的电极反应式
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-

(2)某些碳氢化合物也可作为燃料电池的燃料,如天然气(甲烷)等.若将图中H2换成CH4时,电池内总的反应方程式为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O.请写出a极的电极反应式
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
.在电池工作期间,CO32-流向
a
a
极(填a或b).

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科目:高中化学 来源: 题型:

美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池,其构造如图所示;两个电极均由多孔性碳制成,通入的气体由孔隙中逸出,并在电极表面放电.
(1)a极是
极,b极是
极,电极反应式分别为
2H2+4OH--4e-=4H2O
2H2+4OH--4e-=4H2O
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-

(2)氢气是燃料电池最简单的燃料,虽然使用方便,却受到价格和来源的限制.常用的燃料,往往是某些碳氢化合物,如甲烷(天然气)、汽油等.请写出将图中H2换成CH4时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式:
CH4+10OH-+8e-=CO32-+7H2O
CH4+10OH-+8e-=CO32-+7H2O
.此时电池内总的反应方程式为
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O

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科目:高中化学 来源:2012年鲁科版高中化学选修4 1.3化学能转化为电能-电池练习卷(解析版) 题型:填空题

美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池,其构造如图所示;两个电极均由多孔性碳制成,通入的气体由孔隙中逸出,并在电极表面放电。

(1)a极是      极,b极是     极,电极

反应式分别为                                                               

(2)飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供。已知这种电池发1度电时能生成350g水,试计算能量转化率。

[2H2(g)+O2(g)      2H2O(l)+572kJ]

(3)这种电池的输出电压为1.2V。要使标有1.2V,1.5W的小灯泡连续发光0.5h,应消耗标准状况下的H2多少升?

(4)氢气是燃料电池最简单的燃料,虽然使用方便,却受到价格和来源的限制。常用的燃料,往往是某些碳氢化合物,如甲烷(天然气)、汽油等。请写出将图中H2换成CH4时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式:                                    。此时电池内总的反应方程式为                             

 

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