10.【2016年高考天津卷】(14分)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：
(1)与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：____________。
(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42−，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。
①电解一段时间后，c(OH−)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_______。
③c( Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_____________。
【答案】
(1)污染小;可再生;来源广;资源丰富;燃烧热值高;H2+2OH--2e-=2H2O
(5)①阳极室
②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低
③M点：c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢(或N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低)。
(3)MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s) ΔH<0，该反应属于气体的物质的量发生变化的反应。a.平衡时气体的物质的量不变，压强不变，正确;b.该反应为可逆反应，吸收y mol H2需要大于1 mol 的MHx，错误;c.降低温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，正确;d.向容器内通入少量氢气，相当于增大压强，平衡正向移动，v(放氢) (4)利用太阳能直接分解水制氢，是将光能转化为化学能，故答案为：光能转化为化学能; (5)①根据题意镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气，铁电极发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子减少，因此电解一段时间后，c(OH−)降低的区域在阳极室，故答案为：阳极室; ②氢气具有还原性，根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率降低，故答案为：防止Na2FeO4与H2反应使产率降低; ③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点，c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢，在N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低，故答案为：M点：c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢(或N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低)。 1.(2015·课标全国卷分)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( A.正极反应中有CO生成 微生物促进了反应中电子的转移 质子通过交换膜从负极区移向正极区 电池总反应为C+6O+6H 答案 A (2015·江苏化学10，2分)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( ) 反应CH+H3H2+CO每消耗1 mol CH转移12 mol电子 电极A上H参与的电极反应为：H+2OH--2e- C.电池工作时向电极B D.电极B上发生的电极反应为：O+2CO+4e- 答案 D (2015·浙江理综分)在固态金属氧化物电解池中高温共电解H、CO混合气体制备H和CO是一种新的能源利用方式基本原理如图所示。下列说法不正确的是( ) 是电源的负极 阴极的电极反应式是：H+2e-+O-、CO+2e-+O- 总反应可表示为：H+CO2+CO+O D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1 解析 由水和二氧化碳生成氢气和一氧化碳发生还原反应此极上得到电子应为阴极故X极为电源的负极、B项正确;C项根据电极上的反应物和生成物可知总反应方程式正确;D项因阳极电极反应式为2O--4e-结合电子得失相等2∶1，错误。 答案 D (2015·天津理综分)锌铜原电池装置如图所示其中阳离子交换膜只允 许阳离子和水分子通过下列有关叙述正确的是( ) 铜电极上发生氧化反应 电池工作一段时间后甲池的(SO)减小 电池工作一段时间后乙池溶液的总质量增加 阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动保持溶液中电荷平衡 答案 C (2015·北京理综分)在通风厨中进行下列实验： 步骤 现象 Fe表面产生大量无色气泡液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后迅速停止 Fe、Cu 下列说法不正确的是( ) 中气体由无色变为红棕色的化学方程式：2NO+O B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜阻止Fe进一步反应 对比Ⅰ、Ⅱ中的现象说明稀HNO的氧化性强于浓HNO D.针对Ⅲ中的现象在Fe、Cu之间连接电流计可判断Fe是否被氧化 解析 A项铁与稀硝酸反应生成NO与空气中O反应生成NO+O正确;B项铁遇浓硝酸钝化阻止铁继续与浓硝酸反应正确;C项对比Ⅰ、Ⅱ说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸错误;D项装置Ⅲ形成原电池通过电流计指针偏转的方向可判断铁是否被氧化正确。 答案 C (2015·福建理综分)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示该装置能将H和CO转化为O和燃料(C)。下列说法正确的是( ) 该装置将化学能转化为光能和电能 该装置工作时+从b极区向a极区迁移 每生成1 mol O有44 g CO被还原 电极3CO2+18H+-18e-+5H 答案 B (2015·四川理综分)用右图所示装置除去含CN-、-废水中的CN-时控制溶液pH为9～10阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确 的是( ) A.用石墨作阳极铁作阴极 阳极的电极反应式：Cl-+2OH--2e--+H C.阴极的电极反应式：2H+2e-+2OH- 除去CN-的反应：2CN-5ClO-+2H++2CO+5Cl-+H 解析 Cl-在阳极发生氧化反应生成ClO-水电离出的H+在阴极发生还原反应生成H又由于电解质溶液呈碱性故A、B、C项正确;D项溶液呈碱性离子方程式中不能出现H+正确的离子方程式为2CN-+5ClO-+H+2CO+5Cl-+2OH-错误。 答案 D (2015·江苏化学分)下列说法正确的是( ) 若H2分解产生1 mol O理论上转移的电子数约为4×6.02×10 B.室温下=3的CH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合溶液pH>7 钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀 一定条件下反应N+3H??2NH3达到平衡时正(H)=2逆(NH) 答案 C 1.【2014年高考北京卷第8题】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 【答案】B 【解析】A.锌锰干电池中电极反应式，负极：Zn-2e-═Zn2+、正极2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O，所以不符合题意，故A错误;B.酸性氢氧燃料电池电极反应式为2H2-4e-=4H+、O2+4H++4 e-=2H2O，碱性氢氧燃料电池电极反应式为2H2-4e-+4OH-=4H2O、O2+2H2O+4 e-=4OH-，所以符合题意，故B正确;C.放电时负极电极反应：Pb-2e-+SO42-=PbSO4 ，正极电极反应：PbO2+2e-+4H++2SO42-=PbSO4+2H2O，所以不符合题意，故C错误;D.放电正极：2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-、负极：Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2，所以不符合题意，故D错误;故选B。 .【2014年高考福建卷第11题】某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl。下列说法正确的是 A.正极反应为AgCl +e-=Ag +Cl- B.放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C.若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变 D.当电路中转移0.01 mol e-时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子 【答案】D 【考点定位】考查原电池知识。
