天然气(主要成分是甲烷)是一种清洁、高效的能源,现在许多城市家庭用于厨房使用的燃料已经由煤气(主要成分是H2和CO按体积比1︰1混合的气体混合物)换成了天然气;
题型:不详难度:来源:
天然气(主要成分是甲烷)是一种清洁、高效的能源,现在许多城市家庭用于厨房使用的燃料已经由煤气(主要成分是H2和CO按体积比1︰1混合的气体混合物)换成了天然气;此外天然气也是很好的燃料电池的燃料,甲烷在燃料电池中的能量转换率可达到85%—90%。请回答下列问题: (1)以甲烷、空气为反应物,KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池,则负极反应式为: 。随着反应的不断进行溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)如果以该燃料电池为电源、石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极反应式为: ;如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12,则理论上消耗甲烷在标准状况下的体积为: mL。 (3)将(2)中电解结束后的溶液取出,向其中加入含有Mg2+和Fe2+的溶液甲,Mg(OH)2和Fe(OH)2同时生成,已知Mg(OH)2和Fe(OH)2在该温度下的溶度积常数分别是2×10—11和8×10—16,则甲溶液中Mg2+和Fe2+的浓度之比为: 。 |
答案
(1)CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O ; 减小 (2)Cl―-2e-=Cl2↑ ; 28 (3)25000︰1 |
解析
试题分析:(1)以甲烷、空气为反应物,KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池,则负极反应式为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,随着反应的不断进行溶液的OH-不断被消耗,pH不断减小。 (2)如果以该燃料电池为电源、石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极反应式为:Cl―-2e-=Cl2↑;如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12,产生的OH-物质的量为0.01mol,转移的电子数有0.01mol,则理论上消耗甲烷在标准状况下的体积为:。 (3)将(2)中电解结束后的溶液取出,向其中加入含有Mg2+和Fe2+的溶液甲,Mg(OH)2和Fe(OH)2同时生成,已知Mg(OH)2和Fe(OH)2在该温度下的溶度积常数分别是2×10—11和8×10—16,则甲溶液中Mg2+和Fe2+的浓度之比: 点评:本题综合考查了燃料电池原理和电解池原理等知识,以及相关的计算题,具有一定的难度,解题的关键是要正确写出正负两的反应,电子转移情况,结合题干,找准计算量,逐一解答。 |
举一反三
铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解质溶液为H2SO4,工作时的反应为 Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,下列结论正确的是 ( )A.Pb为正极被氧化 | B.溶液的pH不断减小 | C.SO42-只向PbO2处移动 | D.电解质溶液pH不断增大 |
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下列关于铜电极的叙述正确的是 A.铜一锌原电池中,铜是原电池的正极 | B.用电解法精炼粗铜时,粗铜作阴极 | C.在镀件上电镀铜时,可用金属铜作阴极 | D.电解稀硫酸制H2、O2时,铜作阳极 |
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电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则 ①电解池中X极上的电极反应式为 , 在X极附近观察到的现象是 。 ②Y电极上的电极反应式为 , 检验该电极反应产物的方法是 。 ③总反应的化学方程式 。 (2)X、Y都是惰性电极,电解CuSO4溶液,当电路中通过0.4mol 电子时,析出铜的同时在另一个电极可得 L O2 (标准状况下) |
最近,科学家研制出一种纸质电池,这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌,在另一边附着二氧化锰。电池总反应为: Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH。下列说法不正确的是( )A.该电池Zn为负极,MnO2为正极 | B.该电池的正极反应为:MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH- | C.导电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路电子由MnO2流向Zn | D.电池工作时水分子和OH-都能通过薄层纸片 |
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由日本茨城大学研制的一种新型的质子交换膜二甲醚燃料电池,该电池具有较高的安全性。电池总反应式为CH3OCH3+3O2===2CO2+3H2O,电池如图所示:
下列说法不正确的是A.a极为电池的负极 | B.电池工作时电流由b极沿导线经灯泡到a极 | C.电池正极的电极反应式为4H++O2+4e-===2H2O | D.电池工作时,1 mol二甲醚被氧化时有6 mol电子发生转移 |
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