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高中化学复习知识点:烃燃料电池

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参考答案

1.B 【解析】 【分析】 【详解】

A.由图示可知,电解的阳极反应为硅失去电子被氧化为Si4?,阴极反应为Si4?得到电子被还原为硅单质,A正确;

B.由图示可知,电解池中d极Si失电子为阳极,c为阴极,原电池中a极甲烷失电子为负极,b为正极,原电池的负极,正极分别与电解池的阴极,阳极相连,所以电极c与a相连,d与b相连,B错误;

C.a电极通入甲烷,所以a是负极,失去电子化合价升高,发生氧化还原,方程式为:

CH4?8e??4O2? ?CO2?2H2O,C正确;

D.相同时间下,通入CH4、O2的体积不同,会导致实际参与反应的CH4、O2的量不同,从而导致转移的电子量不同,会影响硅提纯速率, D正确。 答案选B。 2.B 【解析】 【详解】

A.燃烧热指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物和液态水放出的热量,该方程式中是气态水,A错误;

B.已知CH3CH=CH2(丙烯)和H2的燃烧热分别为2049kJ·mol-1和285.8kJ·mol-1,则 C3H6(g)+4.5O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) △H=-2049kJ·mol-1、 H2(g)+0.5O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ·mol-1,又因为 C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ·mol-1,根据盖斯定律,--得到反应C3H8(g)→CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H=+114.8kJ·mol-1,B正确;

C. 以丙烷和空气为原料、稀硫酸为电解质溶液,能形成燃料电池,则通入空气的电极发生的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,C错误;

D. 丙烷气体用作便携式固体氧化物燃料电池的燃料时,电路中每通过5mol电子,有5.6L丙烷被氧化,没有指明丙烷气体状态无法计算物质的量,D错误;

答案选B。 3.D 【解析】 【分析】

燃料电池中,通入燃料的电极失电子发生氧化反应,电极反应式为:

CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O,所以为负极,通入氧化剂的电极得电子发生还原反应,电极反应式为:2O2+4H2O+8e-═8OH-,所以为正极;所以电池反应式为:

2O2+CH4+2OH-═CO32-+3H2O,根据总反应式判断溶液的pH变化;由电子的流向,判断溶液中离子的移动方向。 【详解】

A.负极上CH4失电子发生氧化反应,故A错误;

B.燃料电池中,通入燃料的一极为负极,负极上失电子发生氧化反应,甲烷失电子生成二氧化碳和水,二氧化碳能和碱反应生成碳酸盐和水,所以负极电极反应式为:CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O,故B错误;

C.该电池反应式为2O2+CH4+2OH-═CO32-+3H2O,消耗了溶液中的氢氧根离子,且有溶剂水生成,导致溶液中氢氧根离子的浓度降低,故C错误;

D.放电时,电子从负极经外电路流向正极,溶液中的阳离子移向正极,阴离子移向负极,故D正确。 故选D。 4.D 【解析】 【详解】

A. 在原电池中,阴离子由正极移向负极,A正确;

B. 通入空气,氧气在正极发生还原反应,生成O2-,B正确;

C. 电解Na2SO4溶液实质是电解水,阳极OH-发生氧化反应,其电极反应为:2H2O-4e-=4H++O2↑,C正确;

D. 电解一共生成0.9 mol气体时,消耗0.6 mol H2O,转移1.2 mol电子;1 mol C4H10完全燃烧时,转移26 mol电子,转移1.2 mol电子时,所以需消耗丁烷故答案为:D。

3mol,D错误; 65

5.A 【解析】 【详解】

A.电池外电路中电流由正极流向负极,氧气得电子,b极为正极,A正确; B.电极b氧气得电子,生成O2-,O2-由正极(电极b)流向负极(电极a),B错误; C.甲烷所在电极a为负极,电极反应为CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O,C错误; D.1 mol O2得4 mol电子生成2 mol O2-,故当固体电解质中有1 mol O2-通过时,电子转

移2 mol,故D错误。 答案选A。 6.B 【解析】 【分析】

丁烷具有还原性,为原电池的负极,被氧化,电极反应式为C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O,通入空气的一极为原电池的正极,发生还原反应,电极反应式为O2+4e-=2O2-,总反应式为2C4H10+13O2→8CO2+10H2O,以此解答该题,注意电解质和离子的定向移动方向。 【详解】

A.原电池中阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,所以在熔融电解质中,O2-移向负极,故A错误;

B.电池的总反应与丁烷燃烧的化学方程式相同,为2C4H10+13O2→8CO2+10H2O,故B正确; C.通入空气的一极是正极,O2+4e-=2O2-,在该极上是氧气发生得电子的还原反应,电极反应为:故C错误;

D.通入丁烷一极是负极,该极上发生失电子的氧化反应,正确的电极反应式为C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O,故D错误; 故选B。 7.C 【解析】

试题分析:A、依据原电池的构成条件,通甲烷的电极作负极,即电极a作负极,则电极b作正极,根据原电池的工作原理,阴离子由正极流向负极,即电极b流向电极a,故说法正确;B、燃料电池相当甲烷燃烧,其电极a的反应式:CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O,故说

法正确;C、内电路中没有电子通过,只有阴阳离子的移动,故说法错误;D、依据B选项的电极反应式,通过1molO2,电子转移2mol,故说法正确。 考点:考查原电池的工作原理等知识。 8.B 【解析】 【分析】

燃料电池的燃料被氧化,在负极反应;氧气被还原,在正极反应;电解质溶液是强碱,写电极反应时不能用H+。 【详解】

A. 负极反应为燃料被氧化,不是氧气被还原,A选项错误;

B. 负极是CH4发生氧化反应,在强碱性溶液中得到的还原产物是CO32-,反应为:CH4 +10OH-- 8e- = CO32-+7H2O,B选项正确;

C. 放电时溶液中的阴离子向负极移动,C选项错误;

D. 该电池的总反应为:CH4 +2OH- +2O2= CO32-+3H2O,消耗了碱,同时生成了水,溶液的pH值减小,D选项错误; 答案选B。 【点睛】

书写燃料电池的电极反应要注意所处的环境。本题中的电解质溶液是强碱,所以甲烷氧化得到的产物不能写成CO2,因为CO2 能与碱反应生成碳酸盐。 9.D 【解析】 【详解】

A.电源负极的电极反应式为C2H6 ? 14e- + 18OH-= 2CO32? + 12H2O,故A错误; B.氢氧化钾浓度增大,因此左边钾离子向右边移动,因此该离子交换膜为阳离子交换膜,故B错误;

C.左边是锰酸钾变为高锰酸钾,化合价升高为阳极,因此连接电源正极,所以a极为直流电源的正极,故C错误;

D.若消耗0. 02 mol O2,电子转移0.02mol×4 =0.08mol,产生0.055 mol KMnO4,转移电子0.055mol×1 =0.055mol,则η=-

0.055mol?100%=68.75%,故D正确。

0.08mol

高中化学复习知识点:烃燃料电池

参考答案1.B【解析】【分析】【详解】A.由图示可知,电解的阳极反应为硅失去电子被氧化为Si4?,阴极反应为Si4?得到电子被还原为硅单质,A正确;B.由图示可知,电解池中d极Si失电子为阳极,c为阴极,原电池中a极甲烷失电子为负极,b为正极,原电池的负极,正极分别与电解池的阴极,阳极相连,所以电极c与a相连,d与b相连,
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