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    某兴趣小组采用如下方法制作氢氧燃料电池。

    （1）如图A所示：a、b均为多孔石墨棒（多孔石墨棒，可吸附并储存生成的气体），其中a与直流电源正极相连，b与直流电源负极相连，电解质溶液为NaOH溶液，则a电极上发生的电极反应式为_________________，电解后溶液的pH____________（填“增大”、“减小”或“不变”）。　　　　　　
    （2）然后如图B所示，移走直流电源，在a、b极间连接一个发光二极管，可以看到二极管发光。此时的电流方向是______________（填“a→b”或“b→a”），b极的电极反应式为______________________________　　　　　　　　　 _。
    （3）假设a极吸收22．4L(标准状况)气体，能量转化率为60%，则通过二极管的电子的物质的量为______________。
    (1)4OH－－4e－＝2H2O + O2↑（3分） 增大(2分)
    (2)a→b (2分)    H2+2OH－－2e－＝2H2O（3分）    (3)2.4mol(2分)

    试题分析：（1）a与直流电源正极相连，则a电极是阳极，所以溶液中的OH－放电生成氧气，电极反应式是4OH－－4e－＝2H2O + O2↑。惰性电极电解氢氧化钠溶液，相当于是电解水，所以氢氧化钠溶液的浓度增大，pH升高。
    （2）由于a电极生成氧气，b电极生成氢气，所以此时是氢氧燃料电池，其中a是正极，b是负极，因此电流的方向是a→b；电解质是氢氧化钠溶液，所以负极电极反应式是 H2+2OH－－2e－＝2H2O。
    （3）氧气的物质的量是1mol，在反应中得到4mol电子，由于能量的转化率是60％，因此通过二极管的电子的物质的量是4mol×60％＝2.4mol。
    点评：在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。正极得到电子，发生还原反应。而在电解池中阳极失去，阴极得到电子，如果是惰性电极，则阳极是溶液中的阴离子失去电子，阴极是溶液中的阳离子得到电子，据此可以判断。
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    下列说法错误的是（ ）
    A．气态电中性基态原子失去电子转化为气态基态正离子需要的最低能量叫做第一电离能
    B．当碳原子的核外电子排布由转变为 时，碳原子要向外界环境吸收能量
    C．电负性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度
    D．同主族元素从上到下第一电离能逐渐变小

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    钢铁在腐蚀过程中，下列变化可能发生的是
    ①铁元素由+2价转化为+3价　②氧气被还原　③产生氢气　④Fe(OH)3失水生成Fe2O3·xH2O
    ⑤杂质碳被氧化而除去
    A．只有①②B．只有③④C．只有①②③④D．①②③④⑤

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    （8分）“神九”飞船的发射成功，标志着我国航天事业进入领先行业。
    （1）.燃料电池的发展和航天的需求密不可分。燃料电池不仅能量转换率高，而且以氢气和氧气为燃料的电池，电池反应生成的水还可供宇航员饮用。
    ①使用酸性电解质的氢氧燃料电池，负极的电极反应为                            。
    ②美国的阿波罗登月飞船使用的是碱性氢氧燃料电池，正极的电极反应为
    O2 + 2H2O + 4e－ = 4OH－，负极的电极反应为                             。
    ③下图是熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图。

    已知负极的电极反应为2 H­2 – 4e－+ 2CO32－ ="2" H2O +2CO2，
    正极的电极反应为                                                  。
    （2）.太阳能电池也为航天飞船提供了方便的能源。在航天飞船内H2O和O2的循环中，借助太阳能电池，可以通过电解水提供O2。若有4 mol电子发生转移，则在阳极上得到气体的体积（标准状况）是         L。

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    下列有关电化学的内容正确的是
    A．马口铁和白铁皮破损后，白铁皮比马口铁腐蚀快，所以使用白铁皮时要注意防止铁皮出现刮痕
    B．原电池中电子从负极流出流入正极，电解池中电子从阴极流出流入电源负极
    C．已知磷酸亚铁锂电池总反应为FePO4 + Li LiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li+，则该电池充电时阳极电极反应式为：LiFePO4-e-=FePO4+Li+
    D．常温下以C选项中电池为电源以石墨为电极电解200mL饱和食盐水，当消耗1.4g Li时，溶液的pH为13(忽略溶液的体积变化)

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    下列说法正确的是(   )
    A．铅蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增加
    B．设想把“H2＋Cl2===2HCl”设计成燃料电池，用于工业制盐酸，并进行发电
    C．纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢，再加入少量CuSO4固体，速率不变
    D．原电池的两极一定是由活泼性不同的两种金属组成

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    (8分)钢铁很容易生锈而被腐蚀。
    （1）钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，吸氧腐蚀过程中的电极反应为：
    负极_______________            _______________；
    正极_______________________________           。
    （2）为了降低某水库的铁闸门的腐蚀速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用   _________(填序号)。
    A．铜B．钠C．锌D．石墨
    （3）图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的___________极上。

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    （12分）依据氧化还原反应：2Fe3+(aq)＋Fe(s)＝3Fe2+(aq)，设计原电池并完成如图所示实验。请回答下列问题：

    ⑴电极X的材料是            ；石墨电极为电池的           极。
    ⑵B装置中发生的电极反应方程式为                                    ；表面皿中溶质Na2SO4的作用是                                 。
    ⑶铜丝b与滤纸接触处的现象为                              ；此处电极反应方程式为：                              。

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    下列事实中，与电化学腐蚀无关的是（  ）
    A．埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀。
    B．在空气中，金属银的表面生成一层黑色物质
    C．为保护海轮的船壳，常在船壳上镶入锌块。
    D．镀银的铁质品，镀层部分受损后，露出的铁表面更易被腐蚀。

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