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最近我国自主研制了一种新型燃料电池,一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸气,电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-.回答如下问题:(1)以丁烷(C4H10)代

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最近我国自主研制了一种新型燃料电池,一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸气,电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-.回答如下问题:
(1)以丁烷(C4H10)代表汽油,这个电池放电时发生反应的化学方程式是______;
(2)这个电池的正极发生的反应是______,固体电解质里O2-的移动方向是______,向外电路释放电子的电极通入的是______气体.
(3)用以上装置进行粗铜的精炼,提炼出1吨纯铜时,需要消耗燃料气(C4H10)______m3 (在标准状况下).(计算结果取整数)
(4)请画出粗铜精炼的装置简图.(标出电极材料、电极名称、电解质溶液)
______.
▼优质解答
答案和解析
(1)丁烷燃料电池放电时发生反应是丁烷燃烧的化学方程式,即2C4H10+13O2═8CO2+10H2O,
故答案为:2C4H10+13O2═8CO2+10H2O
(2)电池放电时负极发生的是燃料丁烷失电子的氧化反应,正极上是氧气发生的电子的还原反应,即:O2+4e-═2O2-,在燃料电池中,电解质里的阳离子移向正极,阴离子移向负极,所以电解质里O2-向负极移动,负极向外电路释放电子,
故答案为:O2+4e-═2O2-;从正极移向负极;C4H10
(3)电解精炼铜时,在阴极上发生的电极反应是Cu2++2e-═Cu,当生成1吨金属时,转移电子的物质的量是:
2×106g
64g/mol
=3.125×104mol,
根据电池反应:2C4H10+13O2═8CO2+10H2O,当转移这些电子时,需要消耗燃料气(C4H10)的体积是
3.125×104mol×2
52
×22.4L/mol≈27m3
故答案为:27;
(4)粗铜精炼时,阳极材料是粗铜,阴极材料是精铜,电解质是含有铜离子的盐溶液,装置图为
故答案为:
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