39.甲烷燃料电池(石墨作电极.KOH溶液作电解质溶液) 负极 正极 电池反应 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

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.
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回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池正极的电极反应式为
 
、负极的电极反应式为
 

(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
 
,电解氯化钠溶液的化学方程式为
 
;若电解一段时间后,石墨棒上产生标准状况下的Cl2 224mL,电解后的溶液总体积为200mL,
则溶液的pH=
 

(3)若每个电池甲烷通入量为 1L(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×l04C?mol-1,列式计算),最多能产生的氯气体积为
 
L (标准状况).

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天然气(主要成分是甲烷)是一种清洁、高效的能源,现在许多城市家庭用于厨房使用的燃料已经由煤气(主要成分是H2和CO按体积比1︰1混合的气体混合物)换成了天然气;此外天然气也是很好的燃料电池的燃料,甲烷在燃料电池中的能量转换率可达到85%—90%。请回答下列问题:
(1)以甲烷、空气为反应物,KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池,则负极反应式为:            。随着反应的不断进行溶液的pH       (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)如果以该燃料电池为电源、石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极反应式为:             ;如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12,则理论上消耗甲烷在标准状况下的体积为:     mL。
(3)将(2)中电解结束后的溶液取出,向其中加入含有Mg2+和Fe2+的溶液甲,Mg(OH)2和Fe(OH)2同时生成,已知Mg(OH)2和Fe(OH)2在该温度下的溶度积常数分别是2×10—11和8×10—16,则甲溶液中Mg2+和Fe2+的浓度之比为:          

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天然气(主要成分是甲烷)是一种清洁、高效的能源,现在许多城市家庭用于厨房使用的燃料已经由煤气(主要成分是H2和CO按体积比1︰1混合的气体混合物)换成了天然气;此外天然气也是很好的燃料电池的燃料,甲烷在燃料电池中的能量转换率可达到85%—90%。请回答下列问题:

(1)以甲烷、空气为反应物,KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池,则负极反应式为:            。随着反应的不断进行溶液的pH       (填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)如果以该燃料电池为电源、石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极反应式为:             ;如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12,则理论上消耗甲烷在标准状况下的体积为:     mL。

(3)将(2)中电解结束后的溶液取出,向其中加入含有Mg2+和Fe2+的溶液甲,Mg(OH)2和Fe(OH)2同时生成,已知Mg(OH)2和Fe(OH)2在该温度下的溶度积常数分别是2×10—11和8×10—16,则甲溶液中Mg2+和Fe2+的浓度之比为:          

 

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天然气(主要成分是甲烷)是一种清洁、高效的能源,现在许多城市家庭用于厨房使用的燃料已经由煤气(主要成分是H2和CO按体积比1︰1混合的气体混合物)换成了天然气;此外天然气也是很好的燃料电池的燃料,甲烷在燃料电池中的能量转换率可达到85%—90%。请回答下列问题:
(1)以甲烷、空气为反应物,KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池,则负极反应式为:            。随着反应的不断进行溶液的pH       (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)如果以该燃料电池为电源、石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极反应式为:             ;如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12,则理论上消耗甲烷在标准状况下的体积为:     mL。
(3)将(2)中电解结束后的溶液取出,向其中加入含有Mg2+和Fe2+的溶液甲,Mg(OH)2和Fe(OH)2同时生成,已知Mg(OH)2和Fe(OH)2在该温度下的溶度积常数分别是2×10—11和8×10—16,则甲溶液中Mg2+和Fe2+的浓度之比为:          

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天然气的主要成分是甲烷(CH4),甲烷燃烧时的能量变化如右图所示。

⑴ 写出甲烷完全燃烧生成CO2和气态水的热化

学方程式:

_________________________________________

⑵ 已知H2O (l)   H2O(g) ΔH = +44kJ/mol,则甲烷完全燃烧生成CO2和18g液态水,放出的热量是_________________

⑶ 美国科学家设计出以甲烷为燃料的新型燃料电池,其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池。甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH,请写出该电池工作时的总反应方程式:

_________________________________________

右图中,_____(填“a”或“b”)极为正极

⑷ 若用⑶中的甲烷燃料电池为电源,以石墨作为电极,电解熔融NaCl,当生成92g金属Na时,甲烷燃料电池消耗标准状况下的甲烷的体积是__________

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