氢氧燃料电池
高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆
典例在线
下列电池工作时，O2在正极放电的是
A．锌锰电池B．氢燃料电池C．铅蓄电池D．镍镉电池
【参考答案】B
【试题解析】锌锰电池，正极反应：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－，MnO2在正极放电，A错误。氢燃料电池，正极反应(酸性条件下)：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，O2在正极放电，B正确。铅蓄电池，正极反应：PbO2 SO ＋2e－===PbSO4＋2H2O，PbO2在正极放电，C错误。镍镉电池，正极反应：NiOOH＋H2O＋e－＋4H＋＋2
4
===Ni(OH)2＋OH－，NiOOH在正极放电，D错误。
解题必备
1．构造
2．电池总反应：2H2＋O2===2H2O。
3．氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应式
介质负极反应式正极反应式
酸性2H2－4e－===4H＋O2＋4H＋＋4e－===2H2O
中性2H2－4e－===4H＋O2＋2H2O＋4e－===4OH－
碱性2H2－4e－＋4OH－===4H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－
学霸推荐
1．氢氧燃料电池用于航天飞机，电极反应产生的水，经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应如
下：
负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。当得到1.8 L饮用水时，电池内转移的电子数约为
A．1.8 mol B．3.6 mol
C．100 mol D．200 mol
2．甲醇燃料电池(DMFC)可用于笔记本电脑、汽车、遥感通讯设备等，它的一极通入甲醇，一极通入氧气；电解质是质子交换膜，它能传导氢离子(H＋)。电池工作时，甲醇被氧化为二氧化碳和水，氧气在电极上的反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O。下列叙述中不正确的是
A．负极的反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋
B．电池的总反应式是2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
C．电池工作时，H＋由正极移向负极
D．电池工作时，电子从通入甲醇的一极流出，经外电路再从通入氧气的一极流入
3．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料电池说法正确的是
A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极
B．电池的总反应是2C4H10＋13O28CO2＋10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e－===2O2－
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O
4．H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。反应为：2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l) ΔH=－632 kJ·mol－1，如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法正确的是
A．电极a为电池的正极
B．电极b上发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．电路中每通过4 mol电子，电池内部释放632 kJ热能
D．每17 g H2S参与反应，有1 mol H＋经质子膜进入正极区
5．（1）今有H2、O2、KOH构成燃料电池，则负极通的应是________，正极通的应是______，电极反应式分别为__________________、__________________________。
（2）如把KOH改为稀H2SO4作电解质溶液，则电极反应式分别为__________________、______________________。
（1）和（2）的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化？
_______________________________。
（3）如把H2改为甲烷、KOH作导电物质，则电极反应式为：___________、_____________。
答案
1．【答案】D
【解析】n(H2O)＝
3
1.810g
18g/mol
?
＝100 mol，由总反应方程式：2H2＋O2===2H2O，知每生成2 mol H2O转移电子4
mol，现得到100 mol H2O则转移电子200 mol。
2．【答案】C
【解析】首先判断出通入甲醇的一极失去电子做负极，通入氧气的一极得到电子做正极。电池总反应式减去氧气在正极的电极反应式，就得到了负极反应式，A项正确；电池工作时，H＋移向正极而不是移向负极，所以C项错误。
3．【答案】C
4．【答案】D
【解析】该电池属于燃料电池，通入燃料的为负极，通入空气或氧气的为正极，故电极a为电池的负极，故A错误；根据图示，电极b上发生的电极反应为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，故B错误；根据方程式，电路中每流过4 mol电子，有2 mol H2S发生反应，电池内部释放632 kJ的总能量，部分以电能的形式放出，部分以其他形式的能量放出，故C错误；17 g H2S的物质的量是0．5 mol，17 g H2S参与反应转移电子1 mol，所以有1 mol H＋经质子进入正极区。
5．【答案】（1）H2O2负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O 正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
（2）负极：2H2－4e－===4H＋正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O （1）变小，（2）变大
（3）负极：CH4＋10OH－－8e－===2
3
CO-＋7H2O
正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－
高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式 几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写 燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池,它与原电池形成条件有一点相悖,就是不一定两极是两根活动性不同的电极,也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多，下面主要介绍几种常见的燃料电池,希望达到举一反三的目的。 一、氢氧燃料电池 氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt)或石墨做电极材料，负极通入H２，正极通入O2，总反应为：2Ｈ2 + Ｏ２==＝２H2Ｏ 电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况: 1.电解质是KＯH溶液(碱性电解质） 负极发生的反应为：H2+ 2e-＝＝= ２H＋,2H++ ２OH- ＝== 2H2O,所以: 负极的电极反应式为:H２– 2e－+ 2OH-=== 2H２Ｏ; 正极是O2得到电子，即:Ｏ2+4e－＝== 2O２－,O2- 在碱性条件下不能单独存在,只能结合H2O生成OH-即：2O２－＋2H２O ＝== 4ＯH- ,因此， 正极的电极反应式为：O2 ＋H2O +4ｅ- ==＝４OH- 。 2．电解质是H2SＯ4溶液（酸性电解质） 负极的电极反应式为:H２＋2e- ＝==2H＋ 正极是Ｏ２得到电子，即:O2 ＋4ｅ－=＝= 2O２－，O2－在酸性条件下不能单独存在，只能结合Ｈ+生成H2O即：O２- ＋2 H+ ＝== H2O,因此 正极的电极反应式为：O2 + 4H+ ＋４e-=== ２Ｈ2O(O２+ 4e- ===2O2-，2O２- + 4Ｈ+ === 2H2O) 3. 电解质是NaＣl溶液（中性电解质) 负极的电极反应式为:H２+2e-=== 2H＋ 正极的电极反应式为:O2 + H2O + 4e-=== ４OH－ 说明：1.碱性溶液反应物、生成物中均无H＋ 2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH- 3．中性溶液反应物中无H＋和ＯH- 4.水溶液中不能出现Ｏ２－ 二、甲醇燃料电池 甲醇燃料电池以铂为两极，用碱或酸作为电解质：
硫的存在与性质 高考频度：★★★☆☆ 难易程度：★★☆☆☆ 典例在线 已知0.1 mol某单质与足量的硫在一定条件下充分反应后质量增加了1.6 g，则该单质可能是 A．钙 B．铜 C．铁 D．铝 【答案】B 【解析】质量增加1.6 g，即增加了1.6 g的S，所以反应的S的物质的量为0.05 mol，因为0.1 mol某单质与0.05 mol S反应，所以生成化合物的化学式为R2S，S最低化合价为?2价，所以R化合价为+1价，所以为Cu2S(硫化亚铜)。 解题必备 一、硫的存在 硫在自然界中的存在形态有游离态，存在于火山喷口附近或地壳岩层里；有化合态，主要是硫化物和硫酸盐，常见的几种如下表所示： 名称硫铁矿黄铜矿石膏芒硝 化学式FeS2CuFeS2CaSO4·2H2O Na2SO4·10H2O 二、硫的性质 1．物理性质 硫俗称硫黄，颜色状态是黄色晶体，溶解性是不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳(CS2)，因此可用二硫化碳溶解出去硫。 2．化学性质 硫是较活泼的非金属元素，能与许多金属、非金属发生反应。 ①Fe+S △ FeS，S是氧化剂，Fe是还原剂； ②2Cu+S △ Cu2S，S是氧化剂，Cu是还原剂； ③H2+S △ H2S，S是氧化剂，H2是还原剂；
④S+O2SO2，S是还原剂，O2是氧化剂。 学霸推荐 1．下列关于硫的说法不正确的是 A．试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去 B．游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里 C．单质硫既有氧化性，又有还原性 D．硫在过量纯氧中的燃烧产物是三氧化硫 2．关于硫的叙述正确的是 A．硫的非金属性较强，所以只以化合态存在于自然界中 B．分离黑火药中的硝酸钾、木炭、硫黄要用到二硫化碳、水及过滤操作 C．硫与金属或非金属反应时均作氧化剂 D．硫的氧化性比氯气强 3．能从下列四组混合物中把硫粉分离出来的同种方法是 ①沙粒和硫粉②硫酸钠和硫粉③铁屑和硫粉④木炭和硫粉 A．用水溶解并过滤 B．加热使硫升华并过滤 C．用CS2溶解并过滤 D．用盐酸溶解并过滤 参考答案 1．【答案】D 2．【答案】B 【解析】元素在自然界的存在形式虽与化学活泼性有关，但不能以非金属性强弱作为判定依据，如O、N、S的非金属性并不弱，但在自然界仍存在游离态的单质O2、N2、S，A项不正确；分离黑火药中三组分可利用它们溶解性的差异：先用CS2处理，使硫溶解，过滤后蒸发滤液，得晶体硫；滤渣再用水处理，溶去硝酸钾，过滤，又得滤渣(炭粉)；滤液经蒸发、浓缩、结晶，得到硝酸钾，B项正确；硫单
氢氧燃料电池性能测试 实验报告 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
氢氧燃料电池性能测 试实验报告 学号： 姓名：冯铖炼 指导老师：索艳格 一、实验目的 1.了解燃料电池工作原理 2.通过记录电池的放电特性，熟悉燃料电池极化特性 3.研究燃料电池功率和放电电流、燃料浓度的关系 4.熟悉电子负载、直流电源的操作 二、工作原理 氢氧燃料电池以氢气作燃料为还原剂，氧气作氧化剂氢氧燃料电池，通过燃料的燃烧反应，将化学能转变为电能的电池，与原电池的工作原理相同。 氢氧燃料电池工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气。氢、氧气在电极上的催化剂作用下，通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电，在氧电极上由于缺少电子而带正电。接通电路后，这一类似于燃烧的反应过程就能连续进行。
工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（氧气）。氢在负极上的催化剂的作用下分解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，氧气同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。 氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的装置氢氧燃料电池的反应物都在电池外部它只是提供一个反应的容器 氢气和氧气都可以由电池外提供燃料电池是一种化学电池，它利用物质发生化学反应时释出的能量，直接将其变换为电能。从这一点看，它和其他化学电池如锌锰干电池、铅蓄电池等是类似的。但是，它工作时需要连续地向其供给反应物质——燃料和氧化剂，这又和其他普通化学电池不大一样。由于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出，所以被称为燃料电池。 具体地说，燃料电池是利用水的电解的逆反应的"发电机"。它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质板所组成。最初，电解质板是利用电解质渗入多孔的板而形成，2013年正发展为直接使用固体的电解质。 工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气，起作用的成分为氧气）。氢在负极分解成正离子H+和电子e-。当氢离子进入电解液中，而电子就沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。此过程水可以得到重复利用，发电原理与可夜间使用的太阳能电池有异曲同工之妙。 燃料电池的电极材料一般为惰性电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性碳电极等。 利用这个原理，燃料电池便可在工作时源源不断地向外部输电，所以也可称它为一种"发电机"。 一般来讲，书写燃料电池的化学反应方程式，需要高度注意电解质的酸碱性。在正、负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种： 若电解质溶液是碱、盐溶液则
高中化学燃料电池完全解析 燃料电池(Fuel Cell)是利用氢气、碳、甲醇、硼氢化物、天然气等为燃料与氧气或空气进行反应，将化学能直接转化成电能的一类原电池。 【解法模板】 理顺书写燃料电池电极反应式的三大步骤 1．先写出燃料电池总反应式 虽然可燃性物质与氧气在不同的燃料电池中电极反应不同，但其总反应方程式一般都是可燃物在氧气中的燃烧反应方程式。由于涉及电解质溶液，所以燃烧产物还可能要与电解质溶液反应，然后再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式相加，从而得到总反应方程式。 2．再写出燃料电池正极的电极反应式 由于燃料电池正极都是O 2得到电子发生还原反应，基础反应式为O 2＋4e － ===2O 2－ ，由于电解质的状态和电解质溶液的酸碱性不同，电池正极的电极反应也不相同。电解质为固体时，该固体电解质在高温下可允许O 2－ 在其间自由通过，此时O 2－不与任何离子结合，正极的电极反应式为O 2＋4e － ===2O 2－。电解质为熔融的碳酸盐时，正极 的电极反应式为O 2＋2CO 2＋4e － ===2CO 32－ 。当电解质为中性或碱性环境时，正极的 电极反应式为：O 2＋4e －＋2H 2O===4OH － ；当电解质为酸性环境时，正极的电极反应式为：O 2＋4e － ＋4H ＋ ===2H 2O 。 3．最后写出燃料电池负极的电极反应式 由于原电池是将氧化还原反应中的氧化反应和还原反应分开在两极(负、正两极)上发生，故燃料电池负极的电极反应式＝燃料电池总反应式－燃料电池正极的电极反应式。在利用此法写出燃料电池负极的电极反应式时一要注意消去总反应和正极反应中的O 2，二要注意两极反应式和总反应式电子转移相同。 【例题】 锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH 溶液，反应为2Zn ＋O 2＋4OH － ＋2H 2O===2【Zn(OH)4】2－ 。下列说法正确的是( ） A ．充电时，电解质溶液中K ＋ 向阳极移动 B ．充电时，电解质溶液中c (OH － )逐渐减小 C ．放电时，负极反应为：Zn ＋4OH －－2e －===【Zn(OH)4】2 － D ．放电时，电路中通过2 mol 电子，消耗氧气22.4 L(标准状况) 【答案】C
电解精炼铜 高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆ 以硫酸铜溶液作电解液，对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述正确的是 ①粗铜与直流电源的负极相连 ②阴极发生的反应为Cu2++2e-Cu ③电路中每通过3.01×1023个电子，得到的精铜质量为16 g ④杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解槽底部形成阳极泥 A．①③B．②④C．③④D．②③ 【参考答案】D 1．电解精炼铜的原理是粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等失去电子，产生的阳离子残留在溶液中，不比铜活泼的金属Ag、Au等以金属单质的形式沉积在电解池的底部，形成阳极泥，粗铜中的铜在阴极上析出。 2．装置
1．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是A．电解时以精铜作阳极 B．粗铜接电源的负极，其电极反应是Cu-2e-Cu2+ C．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥 D．以CuSO4溶液为电解质溶液，电解一段时间后，CuSO4溶液的浓度保持不变 2．某同学设计一个燃料电池(如下图所示)，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。 根据要求回答相关问题： （1）通入氢气的电极为________(填“正极”或“负极”)，负极的电极反应式为____________________。 （2）石墨电极为________(填“阳极”或“阴极”)，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，________(填“铁极”或“石墨极”)区的溶液先变红。 （3）如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将 ________(填“增大”“减小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为 ________________________________________________。 3．冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质，俗称粗铜。工业上通常通过电解法除去这些杂质制得精铜，以提高铜的使用价值，扩大铜的应用范围。(几种金属的相对原子质量是：Fe－56，Ni－59，Cu－64，Zn－65，Ag－108，Au－197。)
高中化学燃料电池的书写方法 几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写 燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池，它与原电池形成条件有一点相悖，就是不一定两极是两根活动性不同的电极，也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多，下面主要介绍几种常见的燃料电池，希望达到举一反三的目的。 一、氢氧燃料电池 氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入O2，总反应为：2H2＋O2＝2H2O 电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况： 1．电解质是KOH溶液（碱性电解质） 负极发生的反应为：H2＋2e－＝2H＋,2H＋＋2OH－＝2H2O,所以： 负极的电极反应式为：H2– 2e－＋2OH－＝2H2O； 正极是O2得到电子，即：O2＋4e－＝2O2－，O2－在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O 生成OH－即：2O2－＋2H2O＝4OH－，因此，正极的电极反应式为：O2＋H2O＋4e－＝4OH－。2．电解质是H2SO4溶液（酸性电解质） 负极的电极反应式为：H2 ＋2e－＝2H＋ 正极是O2得到电子，即：O2＋4e－＝2O2－，O2－在酸性条件下不能单独存在，只能结合H ＋生成H2O即：O2－＋2 H＋＝H2O，因此 正极的电极反应式为：O2＋4H＋＋4e－＝2H2O(O2＋4e－＝2O2－，2O2－＋4H＋＝2H2O) 3. 电解质是NaCl溶液（中性电解质） 负极的电极反应式为：H2＋2e－＝2H＋正极的电极反应式为：O2＋H2O＋4e－＝4OH－ 说明：1.碱性溶液反应物、生成物中均无H＋；2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH－； 3.中性溶液反应物中无H＋和OH－； 4.水溶液中不能出现O2－。 二、甲醇燃料电池 甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质： 1．碱性电解质（KOH溶液为例） 总反应式：2CH4O＋3O2＋4KOH＝2K2CO3＋6H2O 正极的电极反应式为：3O2＋12e－＋6H2O＝12OH－ 负极的电极反应式为：CH4O －6e－＋8OH－＝CO32－＋6H2O 2. 酸性电解质（H2SO4溶液为例） 总反应：2CH4O＋3O2＝2CO2＋4H2O 正极的电极反应式为：3O2＋12e－＋12H＋＝6H2O 负极的电极反应式为：2CH4O－12e－＋2H2O＝12H＋＋2CO2 说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同 三、甲烷燃料电池 甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：CH4＋2KOH＋2O2＝K2CO3＋3H2O。 负极发生的反应：CH4– 8e－＋8OH－＝CO2＋6H2O CO2＋2OH－＝CO32－＋H2O，所以：负极的电极反应式为：CH4＋10 OH－＋8e－＝CO32－＋7H2O 正极发生的反应有：O2＋4e－＝2O2－和O2－＋H2O＝2OH－所以： 正极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 说明：掌握了甲烷燃料电池的电极反应式，就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式四、铝—空气—海水电池：我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海
高考频度：★★★☆☆难易程度：★★☆☆☆ 典例在线 关于能源，以下说法中不正确的是 A．煤、石油、天然气等燃料属不可再生能源 B．煤、石油、水煤气可从自然界直接获取，属一级能源 C．太阳能是一级能源、新能源、可再生能源 D．潮汐能来源于月球引力做功 【参考答案】B 【试题解析】煤、石油、天然气等化石燃料蕴藏量有限，不可再生，最终将会枯竭，A正确；煤、石油等可从自然界直接获取，属一级能源，但水煤气是由焦炭与H2O(g)在高温下反应制取，属二级能源，B错误；太阳能既是一级能源、新能源，还是可再生能源，C正确；潮汐能来自于月球引力，D正确。 解题必备 1．能源有不同的分类，具体如下： 2．我国能源现状：我国目前使用最多的能源是化石燃料，包括煤、石油、天然气等，属不可再生能源，并且能源利用率极低，能源危机趋严重。 3．解决能源危机的方法 (1)加强科技投入，提高管理水平，改善开采、运输、加工等各个环节。 (2)科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高燃料的利用率。 (3)寻找新的能源，现正探索的新能源有太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质 能等。这些新能源的特点是资源丰富，有些为可再生能源，并且在使用时对环境几乎没
有污染。 学霸推荐 1．下列叙述正确的是 A．水能是二次能源 B．电能是二次能源 C．天然气是可再生能源 D．水煤气是可再生能源 2．下列关于燃料与能源的说法不正确的是 A．将煤通过物理变化液化后再作为能源，可减少PM2.5引起的危害 B．生物质能、风能、水能是可再生能源 C．“开发利用新能源”、“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量 D．煤、石油、天然气为不可再生的化石燃料 3．能源在各个方面都有重要作用，科学家预测“氢能”将是人类社会最理想的新能源，目前，有人提出一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系(如图所示)。下列说法错误的是 A．在氢能的利用过程中，H2O可循环使用 B．开发和利用“氢能”，减少煤炭等化石能源的使用有助于控制臭氧空洞的形成 C．该法制氢的关键是寻找光分解催化剂 D．利用光电转化可将太阳能转化为电能，用于电解水而获得氢气 答案 1．【答案】B 2．【答案】A 【解析】煤液化为化学变化。 3．【答案】B
高考化学燃料电池 1．“直接煤燃料电池”能够将煤中的化学能高效、清洁地转化为电能，下图是用固体氧 化物作“直接煤燃料电池”的电解质。有关说法正确的是 A. 电极 b 为电池的负极 B.电池反应为： C + CO2 = 2CO C.电子由电极 a 沿导线流向 b D.煤燃料电池比煤直接燃烧发电能量利用率低 2．如图所示是一种以液态肼(N 2H4)为燃料，氧气为氧化剂，某固体氧化物为电解质的新型 燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700 -900℃时，O2 -可在该固体氧化物电解质中自由移动，反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是 A. 电池内的O2 -由电极乙移向电极甲 B. 电池总反应为N2H4+2O2= 2NO+2H 2O C. 当甲电极上有lmol N 2 H4消耗时，乙电极上有22.4LO 2参与反应 D.电池外电路的电子由电极乙移向电极甲 3．硼化钒（ VB2） -空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如下。该电池工作时 的反应为 4VB 2＋ 11O 2=4B 2O3＋2V 2O5。下列说法正确的是
A. 电极 a 为电池负极 B. 反应过程中溶液的pH 升高 C.电池连续反应过程中，选择性透过膜采用阳离子选择性膜 D.VB2极的电极反应式为： 2VB 2 + 22OH - -22e - =V 2O5+ 2B2 O3+ 11H 2O 4．以 NaBH4和 H2 O2作原料的燃料电池，可用作空军通信卫星。电池负极材料采用Pt/C ，正极材料采用MnO 2，其工作原理如下图所示。下列说法错误．．的是 A.电池放电时 Na+从 a 极区移向 b 极区 B.电极 b 采用 Pt/C ，该极溶液的 pH 增大 C.该电池 a 极的反应为 BH 4- +8OH--8e-===BO 2-+6H 2O D.电池总反应： BH4- + 4H 2 O2 === BO2- + 6H2O 5．科学家设想以N2和 H2为反应物，以溶有 A 的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供 电能又能固氮的新型电池，其装置如图所示，下列说法不正确的是 A. 电路中转移3mol 电子时，有11.2LN 2参加反应 B. A 为 NH4 Cl
氢氧燃料电池基础知识集锦 氢氧燃料电池是很有发展前途的新的动力电源，一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料，作为负极，用空气中的氧作为正极．和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在入的，因而电池容量取决于贮存的活性物质的量；而燃料电池的活性物质（燃料和氧化剂）是在反应的同时源源不断地输入的，因此，这类电池实际上只是一个能量转换装置。 一：氢氧燃料电池特点 这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不用充电等优点，但由于成本高，系统比较复杂，仅限于一些特殊用途，如飞船、潜艇、军事、电视中转站、灯塔和浮标等方面。 二：氢氧燃料电池的分类 目前氢氧燃料电池可分为离子膜、培根型和石棉膜三类。 1.离子膜氢氧燃料电池：用阳离子交换膜作电解质的酸性燃料电池，现代采用全氟磺酸膜。电池放电时，在氧电极处生成水，通过灯芯将水吸出。这种电池在常温下工作、结构紧凑、重量轻，但离子交换膜内阻较大，放电电流密度小。
2.培根型燃料电池：属碱性电池。氢、氧电极都是双层多孔镍电极（内外层孔径不同），加铂作催化剂。电解质为80%～85%的苛性钾溶液，室温下是固体，在电池工作温度（204～260°C）下为液体。这种电池能量利用率较高，但自耗电大，起动和停机需较长的时间（起动需24小时，停机17小时）。 3.石棉膜燃料电池：也属碱性电池。氢电极由多孔镍片加铂、钯催化剂制成，氧电极是多孔银极片，两电极夹有含35%苛性钾溶液的石棉膜，再以有槽镍片紧压在两极板上作为集流器，构成气室，封装成单体电池。放电时在氢电极一边生成水，可以用循环氢的办法排出，亦可用静态排水法。这种电池的起动时间仅15分钟，并可瞬时停机。比磷酸铁锂电池要更环保。 三：氢氧燃料电池的原理 工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（氧气）。氢在负极上的催化剂的作用下分解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电
沉淀溶解平衡 高考频度：★★★★★难易程度：★★★☆☆ 典例在线 在t C时，AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知t C时AgCI的K Sp = 4X 10一10, 下列说法不正确的是 A.在t C时, B. 在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体，可使溶液由c点变到b点 C. 图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液 D. 在t C时，AgCI(s) + Br「(aq) ----------- AgBr(s) + Cl「(aq)的平衡常数3816 解题必备 心的计算 (1)已知溶度积求溶解度 以AgCI(s) ?—Ag+(aq)+Cl -(aq)为例，已知K sp,则饱和溶液中c(Ag+)= c(CI-)=K sp ,结 合溶液体积即可求出溶解的AgCI的质量，利用公式—=m(质)即可求出溶解度。 100g m(剂) (2)已知溶解度求溶度积 已知溶解度S(因为溶液中溶解的电解质很少，所以溶液的密度可视为 1 g ? cm3)，则100 g水即0.1 L溶液中溶解的电解质的质量m为已知，贝U 1 L溶液中所含离子的物质的量(离子的物质的量浓度)便可求出，利用公式即可求出Kp。
(3)两溶液混合是否会产生沉淀或同一溶液中可能产生多种沉淀时判断产生沉淀先后顺 序的问题，均可利用溶度积的计算公式或离子积与浓度积的关系加以判断。 学霸推荐 1. ___________________________________________ 已知25 C时BaSQ饱和溶液中存在BaSO(s) _____________________________________ Ba2+(aq) + (aq) , K sp = 1.102 5 x 10 10,下列有关BaSQ的溶度积和溶解平衡的叙述正确的是 — 2 —— 5 一 1 . . 2 一 A. 25 C时，向c(SQ4一)= 1.05 x 10 一mol ?L 一的BaSQ溶液中，加入BaSQ固体，c(SQ4一) 增 大 B.向该饱和溶液中加入Ba(NQ)2固体，贝U BaSQ的溶度积常数增大 C.向该饱和溶液中加入NaSQ固体，则该溶液中c(Ba2+) > c(SC4-) 4「)减小 D.向该饱和溶液中加入BaCl 2固体，则该溶液中C(SQ 2.下列说法中正确的是 A. 饱和石灰水中加入一定量生石灰， 溶液温度明显升高，pH增大 B. -------------------------------------------------------- AgCl悬浊液中存在平衡：AgCI(s) ：Ag+(aq) + Cl 一(aq)，往其中加入少量NaCl粉末, 平衡向左移动，溶液中离子的总浓度减小 C. AgCl悬浊液中加入KI溶液，白色沉淀变成黄色，证明此条件下K sp(AgCl)> K sp(AgI) D. 硬水中含有较多的Ca2+> MgS HCQ、SQ一，加热煮沸可以完全除去其中的Ca2+> Mg* I 一10 _ 3.已知：pAg=- lg{ c(Ag )} , K Sp(AgCl) = 1.56 x 10 。如图是向10 mL AgNQ溶液中逐渐加 入0.1 mol 7一1的NaCl溶液时，溶液的pAg随着加入NaCl溶液的体积(单位mL )变化的图 像(实线)。根据图像所得下列结论正确的是[提示：K sp(AgCl)> K sp(Agl)] A.原AgNQ溶液的物质的量浓度为 B. 图中x点的坐标为(100,6) C. 图中x点表示溶液中Ag1恰好完全沉淀
氢氧燃料电池的制作 燃料电池是一类新型化学电池。氢气、氧气、甲烷等都可以成为它的原料。它具有能量转化率高、无污染、节约金属资源等优点，具有巨大的应用价值。但是，由于这类电池必须用特殊的催化剂，而该类催化剂现在制造困难，价格昂贵，所以，这类电池还不能普及，仅能应用于人造卫星、太空站等高科技领域。我们运用已学过的原电池、电解池知识，在学校科技活动中，我创新制作了可用于演示的氢氧燃料电池，效果很好．现介绍如下： 一．用具和原料 U型管，石墨碳棒，分液漏斗，酒精喷灯，低压直流电源，30%的氢氧化钠溶液（或30%的稀硫酸），橡皮塞（双孔），导线等。 二．制作原理 用多孔碳棒作燃料电池的正、负极，30%的氢氧化钠溶液作电解质溶液。负极吸附氢气，正极吸附氧气。氢氧燃料电池工作时，负极上的氢放出电子，发生氧化反应，正极上的氧得到电子，发生还原反应：负极2H2+4OH-_4e=4H2O 正极O2+2H2O+4e=4OH- 总反应2H2 + O2= 2H2O 三．制作过程 1.多孔碳棒的加工 将石墨碳棒放在酒精灯喷灯上加热除去其中的胶质，并淬火3---4次，即形成多孔碳棒，也就是多孔碳电极。
2.把多孔碳电极、U型管、分液漏斗、橡皮塞（双孔）按图所示组 装；再通过分液漏斗向U型管中注满氢氧化钠溶液，密闭。 3.氢气、氧气的制备 调节低压直流电源的电压到6伏，并把其正、负极分别与图装置中的两个碳棒电极相连接；接通电源，电解氢氧化钠溶液制取氢气、氧气，且制得的氢气与氧气的体积比为2:1.去掉电源，上图所示装置就成为一只氢氧燃料电池。 四．氢氧燃料电池的工作 氢氧燃料电池的正、负极分别与灵敏电流计的正、负极连接，可以看到电流计指针偏转。如果把两个氢氧燃料电池并联，再与发光二极管串联，二极管发光。经实验测定，一只氢氧燃料电池可提供0.1安以上的电流，1.5伏以上的外电压。
高中实验专题——1、高中化学实验常用仪器 1、反应容器 仪器图形与名称主要用途使用方法及注意事项 试管用作少量试剂的溶解或 反应的仪器，也可收集 少量气体、装配小型气 体发生器 （1）可直接加热，加热时外壁要擦干，用试管夹夹住或用 铁夹固定在铁架台上；（2）加热固体时，管口略向下倾斜， 固体平铺在管底；（3）加热液体时液体量不超过容积的1 ／3，管口向上倾斜，与桌面成45°，切忌管口向着人。装 溶液时不超过试管容积的1／2。 烧杯配制、浓缩、稀释、盛 装、加热溶液，也可作 较多试剂的反应容器、 水浴加热器 加热时垫石棉网，外壁要擦干，加热液体时液体量不超过 容积的1／2，不可蒸干，反应时液体不超过2/3，溶解时要 用玻璃棒轻轻搅拌。 圆底烧瓶平底烧瓶用作加热或不加热条件 下较多液体参加的反应 容器 平底烧瓶一般不做加热仪器，圆底烧瓶加热要垫石棉网， 或水浴加热。液体量不超过容积的1／2。 蒸馏烧瓶作液体混合物的蒸馏或 分馏，也可装配气体发 生器 加热要垫石棉网，要加碎瓷片防止暴沸，分馏时温度计水 银球宜在支管口处。 启普发生器不溶性块状固体与液体 常温下制取不易溶于水 的气体 控制导气管活塞可使反应随时发生或停止，不能加热，不 能用于强烈放热或反应剧烈的气体制备，若产生的气体是 易燃易爆的，在收集或者在导管口点燃前，必须检验气体 的纯度。 锥形瓶滴定中的反应器，也可 收集液体，组装洗气瓶。 同圆底烧瓶。滴定时只振荡，因而液体不能太多，不搅拌。 2、盛放容器
集气瓶收集贮存少量气体，装配洗 气瓶，气体反应器、固体在 气体中燃烧的容器 不能加热，作固体在气体中燃烧的容器时，要在瓶底加少 量水或一层细沙。瓶口磨砂（与广口瓶瓶颈磨砂相区别）， 用磨砂玻璃片封口。 试剂瓶（广口瓶、细口瓶）放置试剂用。可分广口瓶和 细口瓶，广口瓶用于盛放固 体药品（粉末或碎块状）； 细口瓶用于盛放液体药品。 都是磨口并配有玻璃塞。有无色和棕色两种，见光分解需 避光保存的一般使用棕色瓶。盛放强碱固体和溶液时，不 能用玻璃塞，需用胶塞和软木塞。试剂瓶不能用于配制溶 液，也不能用作反应器，不能加热。瓶塞不可互换。 滴瓶盛放少量液体试剂的容器。 由胶头滴管和滴瓶组成，滴 管置于滴瓶内， 滴瓶口为磨口，不能盛放碱液。有无色和棕色两种，见光 分解需避光保存的（如硝酸银溶液）应盛放在棕色瓶内。 酸和其它能腐蚀橡胶制品的液体（如液溴）不宜长期盛放 在瓶内。滴管用毕应及时放回原瓶，切记！不可“串瓶”。 干燥器用于存放需要保持干燥的 物品的容器。干燥器隔板下 面放置干燥剂，需要干燥的 物品放在适合的容器内，再 将容器放于干燥器的隔板 上。 灼烧后的坩埚内药品需要干燥时，须待冷却后再将坩埚放 入干燥器中。干燥器盖子与磨口边缘处涂一层凡士林，防 止漏气。干燥剂要适时更换。开盖时，要一手扶住干燥器， 一手握住盖柄，稳稳平推。 贮气瓶用做实验中短期内贮备较 多量气体的专用仪器。 贮气瓶等所有容器类玻璃仪器均不能加热,使用时也 切记骤冷骤热。 贮气前要检查气密性。 3、测量仪器 托盘天平称量药品（固体）质量，精 度≥0.1g。 称前调零点，称量时左物右码，精确至0.1克，药品不能 直接放在托盘上( 两盘各放一大小相同的纸片)，易潮解、 腐蚀性药品放在玻璃器皿中（如烧杯等）中称量， 温度计测定温度的量具，温度计有 水银的和酒精的两种。常用 的是水银温度计。 使用温度计时要注意其量程，注意水银球部位玻璃极薄 （传热快）不要碰着器壁，以防碎裂，水银球放置的位置 要合适。如测液体温度时，水银球应置于液体中；做石油 分馏实验时水银球应放在分馏烧瓶的支管处。
盖斯定律 高考频度：★★★★☆难易程度：★★★☆☆ 典例在线 肼(N2H4)是火箭发动机的一种燃料，反应时N2O4为氧化剂，生成N2和水蒸气。已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g) ΔH＝＋8.7 kJ·mol－1 ②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534.0 kJ·mol－1 下列表示肼与N2O4反应的热化学方程式，正确的是 A．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－542.7 kJ·mol－1 B．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 059.3 kJ·mol－1 C．N2H4(g)＋1 2 N2O4(g)=== 3 2 N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1 076.7 kJ·mol－1 D．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 076.7 kJ·mol－1 【参考答案】D 【试题解析】根据盖斯定律，由②×2－①得2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1076.7 kJ·mol?1，故选D。 解题必备 1．内容 不论化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热相同。 2．能量守恒定律 从S→L，ΔH1<0，体系放热； 从L→S，ΔH2>0，体系吸热； 结论：（1）ΔH1＋ΔH2＝0；
（2）反应的热效应只与始态、终态有关，与途径无关。 3．意义 利用盖斯定律，可以间接计算难以直接测定的反应热。 学霸推荐 1．已知：CH3OH(l)的燃烧热为726.6 kJ·mol－1，HCHO(g)的燃烧热为563.6 kJ·mol－1。 反应CH3OH(l)＋1 2 O2(g)===HCHO(g)＋H2O(l)的反应热为ΔH。有关判断正确的是 A．0<ΔH<＋563.6 kJ·mol－1 B．＋726.6 kJ·mol－1>ΔH>＋536.6 kJ·mol－1 C．ΔH>0 D．ΔH＝－163 kJ·mol－1 2．已知下列反应的反应热 （1）CH3COOH(l)+2O2(g) 2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ·mol-1 （2）C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH2=?393.5 kJ·mol-1 （3）H2(g)+1/2O2(g) H2O(l) ΔH3=?285.8 kJ·mol-1 则反应2C(s)+2H2(g)+ O2(g)CH3COOH(l)的反应热为 A．ΔH=+488.3 kJ·mol-1 B．ΔH=?244.15 kJ·mol-1 C．ΔH=?977.6 kJ·mol-1 D．ΔH=?488.3 kJ·mol-1 3．已知：①H2O(g)H2O(l) ΔH1＝﹣a kJ?mol?1 ②C2H5OH(g)C2H5OH(l) ΔH2＝﹣b kJ?mol?1 ③C2H5OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3＝﹣c kJ?mol?1 根据盖斯定律判断：若使46 g液态无水酒精完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为 A．(b﹣a﹣c) kJ B．(3a﹣b +c) kJ C．(a﹣3b+c) kJ D．(b﹣3a﹣c) kJ 4．在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应： H2S(g)+3 2 O2(g)SO2(g)+H2O(g) ΔH1 2H2S(g)+SO2(g)3 2 S2(g)+2H2O(g) ΔH2 H2S(g)+1 2 O2(g)S(g)+H2O(g) ΔH3
氢氧燃料电池性能测试实验报告 冯铖炼 实验目的 1. 了解燃料电池工作原理 2. 通过记录电池的放电特性，熟悉燃料电池极化特性 3. 研究燃料电池功率和放电电流、燃料浓度的关系 4. 熟悉电子负载、直流电源的操作 ， 匚作原理 氢氧燃料电池以氢气作燃料为还原剂， 氧气作氧化剂氢氧燃料电池，通过燃料的燃烧反应，将 化学能转变为电能的电池，与原电池的工作原理相同。 氢氧燃料电池工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气。氢、 氧气在电极上的催化 剂作用下，通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电， 在氧电极上由于缺少电子 而带正电。接通电路后，这一类似于燃烧的反应过程就能连续进行。 工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（氧气）。氢在负极上的催化剂的作用下分 解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接 在外部电路中。在正极上，氧气同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。 这正是水的电 解反应的逆过程。 氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂 全部储藏在电池内的装置氢氧燃料电池的反应物都在 电池外部它只是提供一个反应的容器 学号: 1141440057 指导老师: 索艳格 姓名:
氢气和氧气都可以由电池外提供燃料电池是一种化学电池， 它利用物质发生化学反应时释出的能量, 直接将其变换为电能。从这一点看，它和其他化学电池如锌锰干电池、铅蓄电池等是类似的。但是, 于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出，所以被称为燃料电池。 具体地说，燃料电池是利用水的电解的逆反应的"发电机"。它由正极、负极和夹在正负极中间 的电解质板所组成。最初，电解质板是利用电解质渗入多孔的板而形成， 2013年正发展为直接使 用固体的电解质。 工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气，起作用的成分为氧气），。氢在负极 分解成正离子H+和电子e-。当氢离子进入电解液中，而电子就沿外部电路移向正极。用电的负载 就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。 这 正是水的电解反应的逆过程。此过程水可以得到重复利用，发电原理与可夜间使用的太阳能电池有 异曲同工之妙。 燃料电池的电极材料一般为惰性电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性碳电极等。 利用这个原理，燃料电池便可在工作时源源不断地向外部输电，-所以也可称它为一种"发电机"。 i 一般来讲，书写燃料电池的化学反应方程式，需要高度注意电解质的酸碱性。 发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。如氢一氧燃料电池有酸式和碱式两种: 'I 若电解质溶液是碱、盐溶液则 负极反应式为：，2H2 + 4OH- - 4e~二4场0 正极反应式为：+ 2H2 O + 4广二4OH ■ 若电解质溶液是酸溶液则 负极反应式为：2H2 _ 4牴 —4H 正极反应式为：°2 + 4广+ 4H*二2H2O 总反应方程式为： 2H2 + 02二2H2 O 在碱溶液中，不可能有H+出现，在酸溶液中，不可能出现 0H —。 实验步骤 ① 连接电子负载，测量开路电压 它工作时需要连续地向其供给反应物质 燃料和氧化剂，这又和其他普通化学电池不大一样。由 在正、负极上
氢氧燃料电池 高考频度：★★★★☆ 难易程度：★★★☆☆ 典例在线 下列电池工作时，O 2在正极放电的是 A ．锌锰电池 B ．氢燃料电池 C ．铅蓄电池 D ．镍镉电池 【参考答案】B 【试题解析】锌锰电池，正极反应：2MnO 2＋2H 2O ＋2e － ===2MnOOH ＋2OH － ，MnO 2在正极放电，A 错误。氢燃料电池，正极反应(酸性条件下)：O 2＋4H ＋ ＋4e － ===2H 2O ，O 2在正极放电，B 正确。铅蓄电池，正极反应：PbO 2＋4H ＋ ＋ ＋2e －===PbSO 4＋2H 2O ，PbO 2在正极放电，C 错误。镍镉电池，正极反应：NiOOH ＋H 2O ＋e － ===Ni(OH)2＋OH － ，NiOOH 在正极放电，D 错误。 解题必备 1．构造 。 O 2=2H ==2O ＋22H ．电池总反应：2 3．氢氧燃料电池在不同介质中的电极反应式
介质负极反应式正极反应式 酸性2H2－4e－===4H＋O2＋4H＋＋4e－===2H2O 中性2H2－4e－===4H＋O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 碱性2H2－4e－＋4OH－===4H2O O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 学霸推荐 1．氢氧燃料电池用于航天飞机，电极反应产生的水，经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应如下： 负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。当得到1.8 L饮用水时，电池内转移的电子数约为 A．1.8 mol B．3.6 mol C．100 mol D．200 mol 2．甲醇燃料电池(DMFC)可用于笔记本电脑、汽车、遥感通讯设备等，它的一极通入甲醇，一极通入氧气；电解质是质子交换膜，它能传导氢离子(H＋)。电池工作时，甲醇被氧化为二氧化碳和水，氧气在电极上的反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2O。下列叙述中不正确的是 A．负极的反应式为CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋ B．电池的总反应式是2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O C．电池工作时，H＋由正极移向负极 D．电池工作时，电子从通入甲醇的一极流出，经外电路再从通入氧气的一极流入 3．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料电池说法正确的是 A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极 B．电池的总反应是2C4H10＋13O28CO2＋10H2O C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e－===2O2－ D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10＋26e－＋13O2－===4CO2＋5H2O 4．H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。反应为：2H2S(g)＋O2(g)===S2(s)＋2H2O(l) ΔH=－632 kJ·mol－1，如图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法正确的是
二氧化氮和一氧化氮的性质 高考频度：★★★★☆ 难易程度：★★★☆☆ 典例在线 为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：按图组装好实验装置，并检验装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。 (1)打开止水夹，推动针筒活塞，使O2进入烧瓶。关上止水夹，首先观察到烧瓶中的现 象是：_____________________________，产生此现象的化学反应方程式为__________________________。 (2)轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为： ① ________________________________________________________________________； ② ________________________________________________________________________。 产生此现象的化学反应方程式为___________________________________________。【答案】(1)烧瓶中气体由无色变为红棕色 2NO+O2===2NO2 (2)①烧杯中红棕色气体又变为无色 ②烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面上升) 3NO2+H2O===2HNO3+NO 【解析】(1)无色的NO能与O2反应产生红棕色的NO2，反应的方程式为2NO+O2===2NO2。(2)轻轻摇动平底烧瓶，使得NO2与水发生反应3NO2+H2O===2HNO3+NO，所以烧杯中红棕色气体又变为无色，又因为烧瓶内气体压强减小，故烧瓶中液面上升。 解题必备 一、氮气的性质
N 2约占空气体积的4 5 左右，在放电或高温条件下，N 2与O 2反应的化学方程式为N 2 +O 22NO 。 二、二氧化氮和一氧化氮的性质 1．物理性质 2．化学性质 (1)常温下，NO 不稳定，易与O 2结合。化学方程式为2NO+O 2===2NO 2。 (2) NO 2溶于水时与水发生反应，化学方程式为3NO 2+H 2O===2HNO 3+NO ，工业上利用这一原理生产硝酸。 把充满NO 2的试管倒立水 中，再通入O 2 学霸推荐 1．下列关于一氧化氮的叙述正确的是 A ．一氧化氮是一种红棕色的气体
需要掌握的8 个燃料电池方程式 燃料电池 是原电池中一种比较特殊的电池，它与原电池形成条件有一点相悖，就是不一定两极是两根活动性不同的电极，也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多，下面主要介绍几种常见的燃料电池，希望达到举一反三的目的。 一、氢氧燃料电池 氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2,正极通入02, 总反应为：2H2+ 02 = 2H2O。电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况： 1电解质是K0H溶液（碱性电解质） 负极发生的反应为：H2- 2e- = 2H+ , 2H+ + 20H- = 2H2O,所以：负极的电极反应式为： H2- 2e- + 20H- = 2H2O ; 正极是02得到电子，即：202 + 4e-= 202- ，02- 在碱性条件下不能单独存在，只能结合 H20生成0H即：202- + 2H20= 40H-，因此，正极的电极反应式为：02+ H20+ 4e- = 40H-。 2. 电解质是H2S04溶液（酸性电解质） 负极的电极反应式为：H2- 2e- = 2H+ 正极是02 得到电子，即：02 + 4e-= 202- ，02- 在酸性条件下不能单独存在，只能结合 H+生成H20即：02- + 2H+ =H20，因此正极的电极反应式为：02+ 4H+ + 4e- = 2H20 3. 电解质是NaCl 溶液（中性电解质） 负极的电极反应式为：H2- 2e- = 2H+ 正极的电极反应式为：02+ H20 + 4e- = 40H- 说明： 1. 碱性溶液反应物、生成物中均无H+ 2. 酸性溶液反应物、生成物中均无0H- 3. 中性溶液反应物中无H+和0H- 4. 水溶液中不能出现02- 二、甲烷燃料电池 甲烷燃料电池以多孔镍板为两极，电解质溶液为K0H生成的C02还要与K0H反应生成K2C03 所以总反应为：CH4 + 2K0H+ 202 = K2C03+ 3H20。 负极发生的反应：CH4- 8e- + 80H- =C02 + 6H20 C02 + 20H- = C032-+ H20 ，所以：负极的电极反应式为：CH4+ 10 0H- + 8e- = C032- + 7H20 正极发生的反应有：02+ 4e- = 202- 和02- + H20 = 20H- 所以：正极的电极反应式为：02+ 2H20 + 4e- = 40H- 说明：掌握了甲烷燃料电池的电极反应式，就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式。 三、甲醇燃料电池甲醇燃料电池以铂为两极，用碱或酸作为电解质：1碱性电解质（K0H溶液为例） 总反应式：2CH3OH+ 3O2 +4KOH= 2K2CO3 + 6H2O 正极的电极反应式为：3O2+12e-+ 6H2O=12OH- 负极的电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH- = CO32-+ 6H2O