熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视.某燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)为电解质,以丁烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和

熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视.某燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)为电解质,以丁烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和

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熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视.某燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)为电解质,以丁烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极.该燃料电池负极电极反应式为:2C4H10+26CO32--52e-═34CO2+10H2O.试回答下列问题:
(1)该燃料电池的化学反应方程式为______.
(2)正极电极反应式为______.
(3)为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定.为此,必须在通入的空气中加入一种物质,加入的物质是______.
(4)某学生想用该燃料电池和如图所示装置来电解饱和食盐水.
①写出该反应的离子方程式______.
②若电解后得到200mL3.25mol/LNaOH溶液,则消耗C4H10的体积在标准状况下为______mL.
答案
(1)该电池中,丁烷和氧气反应生成二氧化碳和水,反应方程式为:2C4H10+13O2=8CO2+10H2O,
故答案为:2C4H10+13O2=8CO2+10H2O;
(2)正极上氧气得电子发生还原反应和二氧化碳反应生成碳酸根离子,电极反应式为:O2+2CO2+4e-=2CO32-或13O2+26CO2+52e-=26CO32-
故答案为:O2+2CO2+4e-=2CO32-或13O2+26CO2+52e-=26CO32-
(3)由于原电池的负极产物有水生成,所以负极必有CO32-参加反应,同时根据碳守恒可知A必为CO2,负极反应式可表示为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O,故答案为:CO2
(4)①电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时还生成氢氧化钠,离子方程式为:2Cl-+2H2O
电解
.
Cl2↑+H2↑+2OH-
故答案为:2Cl-+2H2O
电解
.
Cl2↑+H2↑+2OH-
②氢氧化钠的物质的量=3.25mol/L×0.2L=0.65mol,根据2Cl-+2H2O
电解
.
Cl2↑+H2↑+2OH-知,生成0.65mol氢氧化钠时转移电子的物质的量=
0.65mol
2
×2=0.65mol
,串联电池中转移电子数相等,所以丁烷的体积=
0.65mol
6.5×4
×22.4L/mol
=560mL,
故答案为:560.
举一反三
瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大安全隐患,瓦斯分析仪能在矿井中的甲烷浓度达到一定浓度时,可通过传感器显示.该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理,其装置如图所示,其中的固体电解质是Y2O3-Na2O,O2-可以在其中自由移动.下列有关叙述正确的是(  )
A.瓦斯分析仪工作时,电池外电路中电子由电极b流向电极a
B.当固体电解质中有1molO2-通过时,电子转移2mol
C.电极a的反应式为:CH4+4O2-8e-=CO2+2H2O
D.电极b是正极,O2-由电极a移向电极b

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已知某镍镉(Ni-Cd)可充电电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:
Cd+2NiOOH+2H2O
放电



充电
Cd(OH)2+2Ni(OH)2
有关该电池的说法正确的是(  )
A.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
B.充电时阴极反应:Ni(OH)2-e-+OH-═NiOOH+H2O
C.充、放电过程中电解质溶液的pH值都不变,放电时负极附近溶液的碱性不变
D.充电时Cd电极接电源负极
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某新型电池,以NaBH4(B的化合价为+3价)和H2O2作原料,该电池可用作深水勘探等无空气环境电源,其工作原理如图所示.下列说法正确的是(  )
A.电池工作时Na+从b极区移向a极区
B.每消耗3molH202,转移3mole-
C.b极上的电极反应式为:H202+2e-+2H+=2H20
D.a极上的电极反应式为:BH4-+80H--8e=B02-+6H20

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二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的清洁、高效能源.
Ⅰ、合成二甲醚反应一:3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-247kJ/mol
一定条件下该反应在密闭容器中达到平衡后,要提高CO的转化率,可以采取的措施是______.
A、低温高压B、加催化剂C、体积不变充入N2 D、增加CO浓度E、分离出二甲醚
Ⅱ、二甲醚燃料电池的工作原理如图一所示.

(1)该电池正极的电极反应式为______.电池在放电过程中,b对应的电极周围溶液的pH______.(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)以上述电池为电源,通过导线与图二电解池相连.
①X、Y为石墨,a为2L 0.1mol/LKCl溶液,写出电解总反应的离子方程式:______.
②X、Y分别为铜、银,a为1L 0.2mol/LAgNO3溶液,写出Y电极反应式:______.
(3)室温时,按上述(2)①电解一段时间后,取25mL上述电解后溶液,滴加0.2mol/L醋酸得到图三(不考虑能量损失和气体溶于水,溶液体积变化忽略不计).
①结合图三计算,上述电解过程中消耗二甲醚的质量为______.
②若图三的B点pH=7,则滴定终点在______区间(填“AB”、“BC”或“CD”).
③C点溶液中各离子浓度大小关系是______.
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“嫦娥一号”的登月成功,实现了中国人“奔月”的梦想.
(1)2H2(g)+O2(g)═2H2O(l);△H=-571.6kJ•mol-1
C(s)+O2(g)═CO2(g);△H=-393.5kJ•mol-1
C8H18(l)+12.5O2(g)═8CO2(g)+9H2O(l);△H=-5518kJ•mol-1
CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l);△H=-890kJ•mol-1
相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时,放出热量最多的是______.
(2)氢气、氧气不仅燃烧能放出热量,二者形成的原电池还能提供电能.“嫦娥一号”绕月飞行部分使用的是氢氧燃料电池,电解质溶液为KOH溶液,其电极反应式为:负极______;正极______;
(3)若用氢氧燃料电池电解100mL由NaCl和CuSO4组成的混合溶液,其中[Na+]=3[Cu2+]=0.3mol•L-1,用石墨作电极,通电一段时间后,在阴极收集到0.112LH2(标况).试计算:
①阴极析出Cu______mol.阳极析出气体为______(填化学式).
②若所得溶液仍然为100mL,则此时溶液的pH值为______.
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