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(1)我国首创的海洋电池,总反应为:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,负极发生反应(填“氧化”或“还原”),负极电极反应式为;正极为铂网,(填“电子”或“电流”)从铂极流出;海
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(1)我国首创的海洋电池,总反应为:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,负极发生___反应(填“氧化”或“还原”),负极电极反应式为___;正极为铂网,___(填“电子”或“电流”)从铂极流出;海水为电解质溶液,海水中的Na+移向___(填“正极”或“负极”).
(2)如图烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生大量气泡的是___
(3)航天技术使用氢氧燃料电池具有高能、轻便,不污染优点,氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,它们放电时的电池总反应式均可表示为:2H2+O2=2H2O.酸式氢氧燃料电池的电解质是酸,其负极反应为:2H2-4e-=4H+,则正极的电极反应式为___;
(4)设计出燃料电池使天然气CH4氧化直接产生电流是本世纪最富有挑战性的课题之一.最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入天然气,电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-离子.回答如下问题:
①这个电池的正极发生的反应是:___;
②天然气燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全,产生___堵塞电极的气体通道,有人估计,完全避免这种副反应至少还需10年时间,正是新一代化学家的历史使命.
③若将此甲烷燃料电池设计成在25%的KOH溶液中的电极反应,该电池的负极区域的碱性会___(填“增强”、“减弱”或“不变”)
(2)如图烧杯中盛放的都是稀硫酸,在铜电极上能产生大量气泡的是___
(3)航天技术使用氢氧燃料电池具有高能、轻便,不污染优点,氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,它们放电时的电池总反应式均可表示为:2H2+O2=2H2O.酸式氢氧燃料电池的电解质是酸,其负极反应为:2H2-4e-=4H+,则正极的电极反应式为___;
(4)设计出燃料电池使天然气CH4氧化直接产生电流是本世纪最富有挑战性的课题之一.最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入天然气,电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-离子.回答如下问题:
①这个电池的正极发生的反应是:___;
②天然气燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全,产生___堵塞电极的气体通道,有人估计,完全避免这种副反应至少还需10年时间,正是新一代化学家的历史使命.
③若将此甲烷燃料电池设计成在25%的KOH溶液中的电极反应,该电池的负极区域的碱性会___(填“增强”、“减弱”或“不变”)
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答案和解析
(1)根据反应方程式知,活泼的金属作负极,所以负极是Al,负极失电子发生氧化反应,电极反应式为Al-3e-=Al3+;正极为铂网,电子从负极经外电路到正极,电流正好相反,从正极经外电路到负极;正极上聚集大量电子,根据异性相吸,所以钠离子移向正极,
故答案为:氧化;Al-3e-=Al3+;电流;正极;
(2) 铜和稀硫酸不反应,如果装置中铜电极上产生大量气泡说明该装置构成了原电池,且铜作正极,
A.Cu、Ag均不与稀硫酸反应,不能发生自发的氧化还原反应,不能构成原电池,故A错误;
B.Cu、Ag均不与稀硫酸反应,不能发生自发的氧化还原反应,该装置不能构成原电池,故B错误;
C.该装置构成原电池,Zn易失电子作负极,铜作正极,所以符合条件,故C正确;
D,该装置不能构成闭合回路,所以不能形成原电池,故D错误;
故答案为:C;
(3)酸式氢燃料电池的电解质是酸,电池总反应式均可表示为:2H2+O2=2H2O①
其负极反应为:2H2-4e-=4H+ ②,
则正极反应为 ①-②,即O2+4e-+4H+=2H2O,故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O;
(4)①甲烷燃料电池中,甲烷在负极发生氧化反应,氧气在正极发生还原反应,电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,所以氧气放电生成氧离子,电极反应式为O2+4e-=2O2-,故答案为:O2+4e-=2O2-;
②烷不完全氧化会生成碳粒,从而堵塞电极的气体通道,故答案为:碳;
③甲烷燃料电池生成的二氧化碳能够与KOH溶液反应,导致溶液碱性减弱,故答案为:减弱.
故答案为:氧化;Al-3e-=Al3+;电流;正极;
(2) 铜和稀硫酸不反应,如果装置中铜电极上产生大量气泡说明该装置构成了原电池,且铜作正极,
A.Cu、Ag均不与稀硫酸反应,不能发生自发的氧化还原反应,不能构成原电池,故A错误;
B.Cu、Ag均不与稀硫酸反应,不能发生自发的氧化还原反应,该装置不能构成原电池,故B错误;
C.该装置构成原电池,Zn易失电子作负极,铜作正极,所以符合条件,故C正确;
D,该装置不能构成闭合回路,所以不能形成原电池,故D错误;
故答案为:C;
(3)酸式氢燃料电池的电解质是酸,电池总反应式均可表示为:2H2+O2=2H2O①
其负极反应为:2H2-4e-=4H+ ②,
则正极反应为 ①-②,即O2+4e-+4H+=2H2O,故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O;
(4)①甲烷燃料电池中,甲烷在负极发生氧化反应,氧气在正极发生还原反应,电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,所以氧气放电生成氧离子,电极反应式为O2+4e-=2O2-,故答案为:O2+4e-=2O2-;
②烷不完全氧化会生成碳粒,从而堵塞电极的气体通道,故答案为:碳;
③甲烷燃料电池生成的二氧化碳能够与KOH溶液反应,导致溶液碱性减弱,故答案为:减弱.
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