第三十四章氧化还原反应对现代生活的重要性.doc

第三十四章　氧化還原反應對現代生活的重要性 課堂練習 A34.1 1. (1) 柴油發電機的效率比燃料電池系統低。換言之，要產生同等分量的熱和電力，柴油發電機比燃料電池系統耗用較多燃料。 (2) 柴油發電機產生黑煙、臭味及大量二氧化硫和氮氧化物，對環境造成污染。燃料電池系統是潔淨的能源，排放出來的廢氣不會造成污染，適合用於屋苑發電系統。 (3) 柴油發電機會產生噪音，而燃料電池系統運作時較寧靜。 2. (a) 在陽極：2H2(g) ( 4H+(aq) + 4e( 在陰極：O2(g) + 4H+(aq) + 4e( ( 2H2O(l) (b) 電池反應的總方程式： 2H2(g) + O2(g) ( 2H2O(l) A34.2 鋰金屬如其他鹼金屬(鈉和鉀等)一樣，會猛烈地與水反應，生成氫和具腐蝕性的強鹼溶液LiOH。假若電池的外殼損毀，電池內的鋰金屬陽極跟水或空氣中的水分接觸會產生反應，生成氫和鹼性溶液，氫可能導致爆炸，而鹼溶液洩漏會灼傷皮膚。 第三十四章　氧化還原反應對現代生活的重要性 單元練習 1. 光合作用；新陳代謝 2. 發酵作用；抗氧化劑；呼氣分析儀；漂白 3. 燃料電池；鹼性燃料電池；質子交換膜燃料電池；磷酸燃料電池；；熔融碳酸鹽燃料電池；固體氧化物燃料電池 4. 鋰；鋰離子蓄電池；鋰離子聚合物蓄電池 5. 氧化；還原 6. 鋰-碳化合物；金屬氧化物；有機溶劑 CoO2 + xLi+ + xe( ? LixCoO2 充電 放電 LixC6 ? 6C + xLi+ + xe( 充電 放電 CoO2 + LixC6 ? LixCoO2 + 6C 充電 7. 電荷密度；電壓；放電容量；充電；環保 8. A 9. A 10. D 11. A 12. A 13. (a) 陳述部分正確，部分不正確。 燃料電池理論上可永久使用，因為只要不斷補充燃料，電池便可持續運作。燃料電池不是二級電池，因為它不可經外電源充電。 (b) 燃料電池較二級電池優勝之處在於補充燃料只需數秒便可完成，但把二級電池充電通常需要數小時(鋰離子電池充電時間為2小時，鎳鎘電池充電時間約為8小時)。 此外，有些用小瓶子盛載的燃料(例如用於甲醇燃料電池的甲醇)可隨身攜帶，但在偏遠地方則未必能找到用作把二級電池充電的電源。 (c) (1) 高效率。 (2) 環保(氫燃料電池所產生的唯一廢料是水)。 (3) 方便(補充燃料十分簡易)。 14. (a) 它常用作量度司機呼氣中的乙醇含量，以協助警方收集醉酒駕駛的證據。 (b) 傳統的呼氣分析儀含有酸化重鉻酸鉀溶液，若司機呼氣內含有酒精，重鉻酸根離子會被還原，由橙色變為綠色： 2K2Cr2O7(aq) + 3CH3CH2OH(aq) + 8H2SO4(aq) ( 2Cr2(SO4)3(aq) + 3CH3COOH(aq) + 2K2SO4(aq) + 11H2O(l)  (c) 當司機向醉酒測量器呼氣時，若呼出的氣體內含有酒精，這些酒精可用作乙醇燃料電池的燃料。乙醇濃度越高，產生的電流越大，因此醉酒測量器的讀數與司機的血液酒精濃度成正比。 (d) (1) 醉酒測量器可得出連續的線形讀數，顯示司機的血液酒精濃度。傳統呼氣分析儀的顏色變化只會提供大約數據，用作呈堂證供並不夠可靠。 (2) 醉酒測量器較環保(毋須棄置用完的化學品)。 (e) 紅外線感應器。 15. (a) 在陰極：O2(g) + 4H+(aq) + 4e( ( 2H2O(l) 在陽極：H2(g) ( 2H+(aq) + 2e( (b) 2H2(g) + O2(g) ( 2H2O(l) (c) 先要把液態磷酸加熱至40(C以上(磷酸的熔點)，電池才能運作。 (d) 燃料電池的廢料是150(C至200(C的水蒸氣，可用作加熱水(作為熱水供應)或加熱空氣(在冬天時提供暖氣)。 (e) 產生大量電源/以相對較低的成本供電/高效率/不會造成污染/為該地提供熱水或熱能(任何兩項) 16. 鋰離子電池的優點： ( 鋰離子電池可再充電，提供高電壓(3.7 V)及較大電流。 ( 鋰離子電池相對較輕巧(電荷密度高)。 ( 鋰離子蓄電池不含或只含少量會導致環境污染的重金屬，較鋅碳電池或鎳鎘電池環保。 ( 鋰離子蓄電池不會出現記憶效應，因此不需要在充電前完全放電，令充電過程較經濟及環保。 (任何三項) 鋰離子蓄電池的缺點： ( 鋰離子蓄電池不可用於需要低於3.6 V電壓的電器。 ( 鋰離子蓄電池現時的成本較別的電池昂貴數倍。 ( 鋰離子蓄電池必須以特製充電器來充電。 ( 充電超過1200次後，再使用鋰離子蓄電池會令電池發熱，電解質