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14.燃料电池是燃料(例如CO、H2、CH4等)跟氧气或空气起反应,将此反应的化学能转变为电能的装置,电解质溶液通常是KOH溶液.下列关于甲烷燃料电池的说法错误的是(  )
A.负极反应式为CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O
B.正极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-
C.随着不断放电,电解质溶液碱性不变
D.甲烷燃料电池也可以用稀硫酸做电解质溶液

分析 A、燃料在负极上失电子发生氧化反应,据电解质环境书写电极反应式;
B、正极上氧气发生得电子的还原反应,根据电解质环境进行电极反应式的书写;
C、根据总反应方程式CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O来判断;
D、物质燃烧时产生的热能是不可能全部转化为功.

解答 解:A、燃料在负极上失电子发生氧化反应,甲烷燃烧能生成二氧化碳和水,二氧化碳和氢氧化钾反应生成碳酸钾,所以电极反应式为:CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O,故A正确;
B、氧气在正极上得电子,因为电解质溶液是氢氧化钾溶液,所以氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,所以电极反应式为:O2+2H2O+4e-═4OH-,故B正确;
C、该电池的电池反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,溶液由碱溶液变成盐溶液,所以碱性减弱,故C错误;
D、根据能量转化的规律,燃烧时产生的热能是不可能全部转化为功的,能量利用率不高,而电能转化为功的效率要大得多,故D正确;
故选C.

点评 本题考查了燃料电池,电极反应式的书写要注意结合电解质溶液判断电极上的生成物,原料相同,电解质溶液不同,电极反应式就不同.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.K3[Fe(C2O43]•3H2O〔三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体〕是制备负载型活性铁催化剂的主要原料,也是一些有机反应很好的催化剂.图1是在实验室制备K3[Fe(C2O43]•3H2O的流程:

回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中加入稀硫酸的目的是抑制Fe2+水解.步骤Ⅱ中发生的主要化学反应为一可逆过程,其离子方程式为Fe2++H2C2O4?FeC2O4↓+2H+.常温下,该反应的平衡常数K=14.4[已知常温下:Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2、Ka2(H2C2O4)=5.4×10-5、Ksp(FeC2O4)=2.1×10-7]
(2)下列试剂均可将FeC2O4氧化为K3[Fe(C2O43],最适宜作为“试剂a”的是c(填序号)
a.氯水b.酸性KMnO4溶液c. H2O2溶液d.稀硝酸
(3)使用托盘天平称量制得的K3[Fe(C2O43]•3H2O的质量.天平平衡时,右盘内砝码的总质量为20g.游码示数如图2所示,则制得晶体的质量为21.9g,该实验中K3[Fe(C2O43]•3H2O的产率为44.6%.(已知:K3[Fe(C2O43]•3H2O的相对分子质量为491,FeSO4•7H2O的相对分子质量为278)

(4)某研究小组将K3[Fe(C2O43〕在一定条件下加热分解后,利用图3所示装置(可重复使用)确认所得含碳元素的气体产物为CO和CO2.按气流从左到右的方向,装置的连接顺序为DCDBAD(填装置序号);确认气体产物中含CO的现象为A中黑色粉末变为红色,其后D中澄清石灰水变浑浊.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.氮化镁(Mg3N2)是一种黄绿色粉末,可用于制造特殊陶瓷材料、催化剂等,可由金属镁和纯净的氮气反应制得,某化学兴趣小组同学利用如图所示装置来制备少量的Mg3N2

已知Mg3N2易与水反应,有关反应方程式为Mg3N2+6H2O═3Mg(OH)2↓+2NH3↑.
回答下列问题:
(1)装置A中反应容器的名称为锥形瓶.
(2)装置B中的试剂为碱石灰,装置F的作用是防止空气中水蒸气进入硬质玻璃管E中.
(3)装置C、E均需要加热,应先加热C,理由是使C中产生的氮气排出E中的空气.
(4)装置C中的现象是黑色的氧化铜逐渐变红,有关反应的化学方程式为2NH3+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N2↑+3H2O.
(5)若C中NH3的转化率不高,易产生的问题是D中发生倒吸现象,解决方法是在C、D之间加上一个缓冲瓶.
(6)若实验结束后,将装置E中固体全部取出,称量为ag,向其中依次加入足量的稀盐酸和NaOH溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥,最后得沉淀bg,则产品中氮化镁的质量分数为$\frac{a-\frac{12}{29}b}{0.28a}$.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

2.现有甲、乙两种短周期元素,室温下,甲元素单质在冷的浓硫酸或空气中,表面都生成致密的氧化膜,乙元素原子核外M电子层与K电子层上的电子数相,甲、乙两元素相比较,金属性较强的是镁(填名称),可以验证该结论的实验是BC.
A、将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中
B、将这两种元素的单质粉末分别和同浓度的盐酸反应
C、将这两种元素的单质粉末分别和热水作用,并滴入酚酞溶液
D、比较这两种元素的气态氢化物的稳定性.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.下列有关分子晶体熔点的高低叙述中,正确的是(  )
A.H2O<HFB.SiCl4>CCl4C.HCl>HFD.N2>CO

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19.FeCl3溶液常用于刻蚀印刷电路板,用于回收其中的Cu,某同学利用此原理设计出一个原电池.请回答下列问题
(1)请写出该原电池的总反应的离子方程式2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
(2)正极反应的电极方程式为2Fe3++2e-=2Fe2+
(3)实验过程中测得铜片质量减少了4.8g,则电路中转移电子的物质的量为0.15 mol
(4)请在方框内画出该电池的简单示意图,标出正负极及电解质溶液,可供选择的仪器和试剂:Zn、Cu、Fe、碳棒、烧杯、导线、FeCl3溶液、CuCl2溶液、FeCl2溶液.
(5)氢氧燃料电池,用KOH溶液作电解质溶液,发生2H2+O2$\frac{\underline{\;KOH溶液\;}}{\;}$2H2O;正极反应O2+4e-+2H2O═4OH-.则其负极发生的电极反应式为H2-2e-+2OH-═2H2O.
(6)C5H12也能形成燃料电池,请写出C5H12的同分异构体的结构简式:
已知其中一种烃的一氯代物只有1种同分异构体,写出该烃与氯气反应生成一氯代物的化学方程式C(CH34+Cl2$\stackrel{光照}{→}$(CH33CCH2Cl+HCl.

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6.如图所示,将浸透了石蜡油的(17个碳原子以上的液态烷烃混合物)的石棉放置在硬质试管的底部,试管中加入碎瓷片,给碎瓷片加强热,石蜡油蒸汽通过炽热的碎瓷片表面发生反应,生成一定量的气体.利用该气体进行实验:
(1)如果将气体通溴的四氯化碳溶液中,现象是溴的四氯化碳溶液褪色,此反应的化学方程式为:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br.
(2)下列说法正确的是A
A.在上述实验中,生成的气体除了乙烯还有烷烃.
B.酸性高锰酸钾溶液既鉴别乙烷与乙烯,也可以除去乙烷中混有的少量乙烯
C.等质量的甲烷、乙烯、乙烷分别燃烧时,乙烷消耗氧气最多
D.标况下,22.4L乙烯与22.4L己烷,所含分子数目相等.

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3.如图是某企业设计的硫酸-磷肥-水泥联产、海水-淡水多用、盐-热-电联产的三大生态产业链流程图.

根据上述产业流程回答下列问题:
(1)从原料、能源、交通角度考虑该企业应建在B
A.西部山区    B.沿海地区    C.发达城市    D.东北内陆
(2)该流程①、②、③、④、⑤为能量或物质的输送,请分别写出输送的主要物质的化学式或能量形式:
①Fe2O3、③热能、④SO2
(3)接触室发生反应的化学方程式:2SO2+O2$?_{△}^{催化剂}$2SO3.磷肥厂的主要产品是普钙(磷酸二氢钙和硫酸钙),写出由磷矿石和硫酸反应制普钙的化学方程式2Ca5(PO43F+7H2SO4=3Ca(H2PO42+7CaSO4+2HF.
(4)用1吨硫铁矿(FeS2的质量分数为36%)接触法制硫酸,制硫酸的产率为75%,则最后能生产出质量分数为98%的硫酸0.45吨.
(5)浓缩盐水提取盐(NaCl)后,剩余的苦卤还可制取的物质主要有镁或溴.
(6)根据现代化工厂设计理念请提出高炉炼铁厂废气、废渣的利用设想.废气(主要是高炉煤气)经除尘后可作为热风炉、加热炉和锅炉等燃料,废渣(主要成分是硅酸钙等),可用作水泥生产原料 (写出两点即可).

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4.下列有关金属元素特征的叙述正确的是(  )
A.金属元素的原子只有还原性,离子只有氧化性
B.金属元素的单质在常温下均为金属晶体
C.金属元素在不同的化合物中的化合价均不同
D.金属元素在一般化合物中只显正价

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