新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液。某研究小组将甲烷燃料电池作为电源进行氯化镁溶液龟解实验,电解装置如图所
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新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液。某研究小组将甲烷燃料电池作为电源进行氯化镁溶液龟解实验,电解装置如图所示。
请回答下列问题: (1)甲烷燃料电池负极的电极反应式为: 。 (2)闭合开关K后,a、b电极上均有气体产生,其中a电极上的气体可用 检验,b电极上得到的气体是 ,电解氯化镁溶液的离子方程式为 。 (3)若甲烷通入量为1.12 L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电子的物质的量为 ,产生的氯气体积为 L(标准状况)。 (4)已知常温常压下,0.25molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出222.5kJ热量,请写出CH4燃烧热的热化学方程式 。 已知;①C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2=-571.6kJ/mol 计算:C(石墨)与H2(g)反应生成1molCH4(g)的△H= 。 |
答案
(1)CH4+ 10OH――8e- = CO32-+7H2O (2)湿润的淀粉碘化钾试纸 氢气 Mg2++2Cl-+2H2O = Mg(OH)2+ H2↑+Cl2↑ (3)0.4mol 4.48L (4)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l) △H= -890kJ/mol -75.1kJ/mol |
解析
试题分析:该装置中左边是原电池,右边是电解池,a为阳极,b为阴极。(1)甲烷在碱性条件下失去电子,电极反应式为CH4+ 10OH――8e- = CO32-+7H2O;(2)a极产生氯气,用湿润的淀粉碘化钾试纸检验;b极H+放电,产生氢气,电解方程式为Mg2++2Cl-+2H2O = Mg(OH)2+ H2↑+Cl2↑; (3)n(e-)=1.12÷22.4×8=0.4mol v(Cl2)=0.4÷2×22.4=4.48L (4)0.25molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时,放出222.5kJ热量, 1molCH4完全燃烧放出热量为222.5×4=890kJ,燃烧热热化学方程式为 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l) △H= -890kJ/mol △H=△H1+△H2-甲烷燃烧热=-75.1kJ/mol |
举一反三
下列变化需要通电才可以进行的是 ①电离 ②电解 ③电镀 ④电化学腐蚀 |
下列关于原电池、电解池的叙述中正确的是A.发生氧化反应的电极分别为负极和阴极 | B.阴离子分别向负极和阴极迁移 | C.电子流向分别由负极直接流向正极、阴极直接流向阳极 | D.若都有一个电极质量减轻,应分别为负极和阳极 |
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下列有关钢铁的腐蚀和防护的说法中正确的是A.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀负极反应相同,正极反应不同 | B.镀锌铁皮和镀锡铁皮破损后,前者更易被腐蚀 | C.将铁件与电源正极相连,可实现电化学保护 | D.将钢管与铜管堆放在一起,可保护钢管少受腐蚀 |
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(8分)I.炒过菜的铁锅未及时洗净,不久便会因腐蚀而出现红褐色锈斑。请回答: (1)铁锅的锈蚀是 腐蚀(填“析氢”或“吸氧”)。 (2)写出铁锅腐蚀正极的电极反应式: 。 II.(1)某同学运用所学知识,自选材料设计实验,实现了在通常条件下不能发生的反应:Cu+H2SO4(稀)=CuSO4+H2↑。 请你在方框内画出能够实现这一反应的装置图。
(2)某同学在做一定条件下铜与稀硫酸的反应实验时,看到碳棒上有气泡产生,但铜棒却没有被腐蚀。请你分析其原因: 。 |
下列化学用语的表示中,正确的是A.钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式:Fe-2e-=Fe2+ | B.用惰性电极电解饱和食盐水时,阴极的电极反应式为:Na++e-=Na | C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+ | D.电镀时,要在铁上镀银,则正极为银,电极反应式为:Ag+ +e-=Ag |
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