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如图为氢氧燃料电池电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定.请回答:(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是,在导线中电子流动方向为
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如图为氢氧燃料电池电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定.请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是______,在导线中电子流动方向为______(用a、b表示).
(2)正极反应式为______
(3)电极表面镀铂粉的原因为______
(4)某同学想用该氢氧燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)在II中实现铁上镀铜,则b处通入的是______(填“H2”或“O2”),Cu电极上发生的电极反应式是______,当铜棒质量减少12.8g时,消耗氢气的体积(折合到标况下)______;若把II中电极均换为惰性电极,电解时总反应的化学方程式:
(5)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池.请写出该电池的正极反应式______.
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是______,在导线中电子流动方向为______(用a、b表示).
(2)正极反应式为______
(3)电极表面镀铂粉的原因为______
(4)某同学想用该氢氧燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)在II中实现铁上镀铜,则b处通入的是______(填“H2”或“O2”),Cu电极上发生的电极反应式是______,当铜棒质量减少12.8g时,消耗氢气的体积(折合到标况下)______;若把II中电极均换为惰性电极,电解时总反应的化学方程式:
CuCl2
Cu+Cl2↑
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CuCl2
Cu+Cl2↑
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(5)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池.请写出该电池的正极反应式______.
▼优质解答
答案和解析
(1)该题目中,氢氧燃料电池的工作原理属于原电池原理,是将化学能转化为电能的装置,在原电池中,电流从正极流向负极,而通入燃料氢气的电极是负极,通氧气的电极是正极,所以电子从a到b,故答案为:化学能转化为电能;从a到b;
(2)燃料电池中,通入燃料氢气的电极是负极,通氧气的电极是正极,正极上的电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;
(3)根据题目信息:“电池电极表面镀一层细小的铂粉,吸附气体的 能力强,性质稳定”,可知电极表面镀铂粉的原因为增大气体的吸附面积,保证气体充分参与电极反应,故答案为:增大气体的吸附面积,保证气体充分参与电极反应.
(4)该氢氧燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)在II中实现铁上镀铜,则Cu为阳极,Cu电极与电源正极b相连,所以b极上通的是氧气,阳极Cu电极上发生的电极反应式是Cu-2e-=Cu2+,铜棒质量减少12.8g即0.2mol时,转移电子是0.4mol,根据燃料电池的负极反应:2H2+4OH-=4H2O+4e-,当转移0.4mol电子时,
消耗氢气0.2mol,
消耗氢气的体积(折合到标况下)是4.48L,以惰性电极为电极材料,电解时总反应的化学方程式为:CuCl2
Cu+Cl2↑,
故答案为:O2;Cu-2e-=Cu2+;4.48L;CuCl2
Cu+Cl2↑;
(5)正极上氮气得电子和氢离子反应生成铵根离子,即电极反应为N2+8H++6e-═2NH4+,故答案为:N2+8H++6e-═2NH4+.
(2)燃料电池中,通入燃料氢气的电极是负极,通氧气的电极是正极,正极上的电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;
(3)根据题目信息:“电池电极表面镀一层细小的铂粉,吸附气体的 能力强,性质稳定”,可知电极表面镀铂粉的原因为增大气体的吸附面积,保证气体充分参与电极反应,故答案为:增大气体的吸附面积,保证气体充分参与电极反应.
(4)该氢氧燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)在II中实现铁上镀铜,则Cu为阳极,Cu电极与电源正极b相连,所以b极上通的是氧气,阳极Cu电极上发生的电极反应式是Cu-2e-=Cu2+,铜棒质量减少12.8g即0.2mol时,转移电子是0.4mol,根据燃料电池的负极反应:2H2+4OH-=4H2O+4e-,当转移0.4mol电子时,
消耗氢气0.2mol,
消耗氢气的体积(折合到标况下)是4.48L,以惰性电极为电极材料,电解时总反应的化学方程式为:CuCl2
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故答案为:O2;Cu-2e-=Cu2+;4.48L;CuCl2
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(5)正极上氮气得电子和氢离子反应生成铵根离子,即电极反应为N2+8H++6e-═2NH4+,故答案为:N2+8H++6e-═2NH4+.
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