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。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液的电解实验,如图所示。
回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为____________、
______________;
(2)闭合开关K后,a、b电极上均有气体产生,其中b电极上得到的是__________,电解氯化钠溶液的总反应方程式为__________;
(3)若每个电池的甲烷通入量为1 L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为__________(法拉第常数F=9.65×104 C·mol-1,列式计算),最多能产生的氯气体积为__________ L(标准状况).
答案 (1)2O2+4H2O+8e-===8OH-,
CH4+10OH--8e-===CO+7H2O
(2)H2
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)×8×9.65×104 C·mol-1=3.45×104 C 4
解析 本题考查了原电池、电解池的工作原理。(1)根据题意该燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2OH-===CO+3H2O,正极反应式为2O2+4H2O+8e-===8OH-,总反应式减去正极反应式,可得负极反应式为CH4-8e-+10OH-===CO+7H2O。
(2)三个池中前两个为串联的电源,通入CH4的电极为负极,与其相连的电极b为电解池的阴极,产生的气体为H2。
(3)1mol甲烷发生反应失去8mol电子。在串联电路中各电极转移电子数相等,故计算电子传递的电量,应用一个燃料电池的甲烷量计算,故理论上通过的电量为×8×96500 C·mol-1=3.45×104 C。甲烷的失电子数是等物质的量的Cl-失电子数的8倍,计算可得Cl2 4 L(标准状况)。
科目:高中化学 来源: 题型:
室温下,下列各组离子能大量共存的是( )
| A. | 稀硫酸中:K+、Mg2+、AlO2﹣、S2O32﹣ |
| B. | NaHS溶液中:SO42﹣、K+、Cl﹣、Cu2+ |
| C. | =10﹣13mol•L﹣1溶液中:Fe3+、NH4+、Mg2+、SO42﹣ |
| D. | 通入大量CO2的溶液中:Na+、ClO﹣、CH3COO﹣、HCO3﹣ |
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科目:高中化学 来源: 题型:
下列有关新型高分子材料应用的说法不正确的是( )
A.高分子膜利用其选择性透过能力,可用于海水淡化、污染控制、物质制取与回收等方面
B.利用医用高分子材料制人造器官时,必须考虑其机械性能与人体的相容性
C.新型的聚乙烯醇高吸水性高分子,具有与水生成易挥发物质的特性,所以称为“尿不湿”
D.新型高分子材料的研究正向智能化、高功能的方向发展
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科目:高中化学 来源: 题型:
pH=a的某电解质溶液中,插入两支惰性电极通直流电一段时间后,溶液的pH>a,则该电解质可能是( )
A.NaOH B.H2SO4
C.AgNO3 D.Na2SO4
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科目:高中化学 来源: 题型:
能够实现反应:Cu+2H2O===Cu(OH)2↓+H2↑的是( )
A.铜银合金在潮湿的空气中发生电化学腐蚀
B.用铜作阴极、石墨作阳极,电解饱和氯化钠溶液
C.用铜作阳极、石墨作阴极,电解饱和氯化钠溶液
D.铜片作原电池的负极,石墨作原电池的正极,氯化钠溶液作电解质溶液
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科目:高中化学 来源: 题型:
镀锌铁在发生析氢腐蚀时,若有0.2 mol电子发生转移,下列说法正确的是( )
①有5.6 g金属被腐蚀 ②有6.5 g金属被腐蚀 ③在标准状况下有2.24 L气体放出 ④在标准状况下有1.12 L气体放出
A.①② B.②③
C.①④ D.③④
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科目:高中化学 来源: 题型:
今有如下三个热化学方程式:
(1)H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
(2)H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH2=b kJ·mol-1
(3)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
下列关于它们的叙述正确的是( )
A.它们都是吸热反应
B.a、b和c均为负值
C.a=b
D.2b=c>0
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科目:高中化学 来源: 题型:
下列叙述错误的是( )
A.将相同大小、形状的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时,两者速率一样大
B.在相同条件下,等质量的大理石块和大理石粉与相同的盐酸反应,大理石粉反应快
C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下,会发现光照可以加快浓硝酸的分解
D.两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾,其中一支试管中再加入少量二氧化锰,同时加热,产生氧气的快慢不同
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