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K开关后.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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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(10分)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K开关后，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)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生的氯气体积为      L(标准状况)。

（1）2O₂+4H₂O +8e^—=8OH^— CH₄+10OH^--8e^—=CO₃^2-+ 7H₂O
（2）H₂2NaCl+2H₂O2NaOH+ H₂↑+ Cl₂↑ （3）4

解析试题分析：（1）原电池中负极失去电子，正极得到电子，所以甲烷在负极通入，氧气在正极通入，方程式为CH₄＋10OH^－－8e^－= CO₃²^－＋7H₂O、2O₂ + 4H₂O +8e^－= 8OH^－。
（2）闭合K开关后，b电极和电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电，生成氢气。电解氯化钠溶液的方程式为2NaCl＋2H₂O 2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑。
（3）一个甲烷分子参加反应失去8个电子，一个氯气分子生成得到2个电子。根据电子得失守恒可知，1L甲烷通入生成氯气4L。
考点：燃料电池和电解池
点评：在原电池中较活泼的金属作负极，失去电子，发生氧化反应。电子经导线传递到正极上，所以溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。正极得到电子，发生还原反应，据此可以进行有关的判断。

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相关习题

科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

二甲醚（CH₃OCH₃）被称为21世纪的新型能源，是一种高效、清洁能源．
Ⅰ．工业制备二甲醚的生产流程如下：

催化反应室中（压力2.0～10.0Mpa，温度230～280℃）发生如下反应：
①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.7kJ/mol
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-23.5kJ/mol
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.2kJ/mol
（1）二甲醚也可以通过天然气和CO₂合成制得，该反应的化学方程式为

3CH₄+CO₂→2CH₃OCH₃

．
（2）催化反应室中总反应3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=

-246.1kJ/mol

，830℃时反应③的K=1.0，则在催化反应室中反应③的K

＞

1.0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）在温度相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒压，发生反应②，测得反应达到平衡时的有关数据如下．

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	1mol CH₃OCH₃、1mol H₂O	2mol CH₃OH	1mol CH₃OH
CH₃OH的浓度（mol/L）	c₁	c₂	c₃
反应的能量变化	吸收a kJ	放出b kJ	放出c kJ
平衡时体积（L）	V₁	V₂	V₃
反应物转化率	α ₁	α ₂	α ₃

下列说法正确的是

A、B、C

．（填字母序号）
A．a+2c=23.5 B．α₁+α₂=1 C．V₁＞V₃ D．c₁=2c₃
（4）上述生产流程中，可以循环使用的物质有

甲醇和水、CO和H₂

．
Ⅱ．用二甲醚-空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜（如图），在接通电路一段时间纯Cu质量增加3.2g．

（5）请写出燃料电池中的负极反应式：

CH₃OCH₃-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O

．
（6）燃料电池正极消耗标准状况下空气的体积是

2.8L

（空气中O₂体积分数以20%计算）．

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科目：高中化学 来源： 题型：

二甲醚（CH₃OCH₃）是一种高效、清洁，具有优良环保性能的新型燃料．工业上制备二甲醚时在催化反应室中（压强2.0～10.0MPa，温度230～280℃）进行的反应为：
①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁=-90.7kJ?mol^-1，
②2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₂=-23.5kJ?mol^-1，
③CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₃=-41.2kJ?mol^-1，
（1）催化反应室中总反应3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）的△H=

-246.1KJ/mol

．
（2）在温度和容积不变的条件下发生反应①，能说明该反应达到化学平衡状态的依据是

（多选扣分）．
a．容器中压强保持不变；b．混合气体中c（CO）不变；c．v_正（CO）=v_逆（H₂）；d．c（CH₃OH）=c（CO）
（3）在2L的容器中加入amolCH₃OH（g）发生反应②，达到平衡后若再加入amolCH₃OH（g）重新达到平衡时，CH₃OH的转化率

不变

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）850℃时在一体积为10L的容器中通入一定量的CO和H₂O（g）发生反应③，CO和H₂O（g）浓度变化如图所示．
①0～4min的平均反应速率υ（CO）=

0.03mol/L?min

．
②若温度不变，向该容器中加入4molCO、2molH₂O、3molCO₂（g）和3molH₂（g），起始时D_正＜
＜V_逆（填“＜”、“＞”或“=”），请结合必要的计算说明理由

Qc=

0.3，mol/L×0，3mol/L

0.4mol/L×0.2mol/L

，K=

0.12mol/L×0.12mol/L

0.08mol/L×0.18mol/L

=1，因为Qc＞K，平衡左移，V_正＜V_逆

Qc=

0.3，mol/L×0，3mol/L

0.4mol/L×0.2mol/L

，K=

0.12mol/L×0.12mol/L

0.08mol/L×0.18mol/L

=1，因为Qc＞K，平衡左移，V_正＜V_逆

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

用氯气对饮用水消毒已有百年历史，但人们逐渐发现其副作用愈来愈明显：①pH的变化，对消毒能力影响大；②使饮用水中有机物发生氯代，生成上百种影响人体健康的有机氯衍生物，同时使人产生味觉、嗅觉不适感。世界环保联盟建议用另一种高效消毒剂二氧化氯（ClO₂）代替氯气对饮用水消毒。ClO₂具有很强的氧化性，通常状况下是黄绿色气体，水溶性是Cl₂的5倍，溶于水成黄绿色的溶液，在pH为2～5范围内，在水中以分子形式存在，不水解，也不聚合。ClO₂很不稳定，与空气混合后，当它的体积分数＞10%时，受强光或强振动可能发生爆炸。

完成下列问题：?

（1）氯气对饮用水消毒的原理是________。氯气的消毒能力受水的pH影响，pH小时的消毒能力________pH大时的消毒能力（填“＞”或“＜”)，其原因是________________________。?

（2）通常用氯酸钠（NaClO₃）与浓盐酸反应来制取ClO₂，同时生成Cl₂，写出化学方程式：________________。市售的一种新型消毒剂含两种成分，分别是NaClO₃和Na₂C₂O₄。两种成分在溶液中混合便产生ClO₂，写出化学方程式：________________________。?

某同学打算通过研究性学习，比较这两种制取ClO₂的方法的利与弊。要拟定一个简略的研究方案，你认为应该从哪些方面进行研究？

__________________________________________

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科目：高中化学 来源：2012-2013学年浙江省湖州市高三上学期期中考试化学试卷（解析版） 题型：填空题

(10分)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K开关后，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)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生的氯气体积为 L(标准状况)。

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