Question

根据相关知识回答下列问题：
（1）某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液．分别以石墨电极做正负电极．其中负极反应式为

 

．放电过程中，溶液中K⁺向

 

极移动，工作一段时间后，电解液中的KOH的物质的量

 

，浓度

 

．（后两空都填“增大、减小或不变”）若将其中通H₂一极改为通CH₄，则总反应的离子方程式为

 

．
（2）X、Y、Z为三种不同短周期非金属元素的单质．在一定条件下发生如下反应：
Ⅰ、若常温下X、Y、Z均为气体，且A和B化合生成一种固体时的现象是有白烟，则：Y的化学式是

 

；生成固体的电子式为

 

．
Ⅱ、若常温下Y为固体，X、Z为气体，A 在空气中充分燃烧可生成B，B具有漂白性，则：将B与氯气的水溶液充分反应可生成两种强酸，该反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理,无机物的推断

专题：推断题,电化学专题

分析：（1）KOH溶液为电解液的氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，通入氧气的一极为电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，反应的总方程式为2H₂+O₂=2H₂O；燃料电池中燃料做原电池负极失电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子生成氢氧根离子发生还原反应；
（2）Ⅰ、若常温下X、Y、Z均为气体，且A和B化合生成一种固体时的现象是有白烟，说明是氯化氢和氨气发生的反应，则Y为H₂，生成的是氯化铵为氯离子和铵根离子形成的离子化合物；
Ⅱ、若常温下Y为固体，X、Z为气体，A 在空气中充分燃烧可生成B，B具有漂白性，说明为SO₂，二氧化硫具有还原性氯气具有氧化性，二者在水溶液中发生氧化还原反应生成硫酸和盐酸；

解答： 解：（1）氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液．分别以石墨电极做正负电极，通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；放电过程中阳离子移向正极；工作一段时间后，电池中生成水，溶液体积增大，电解液中KOH的物质的量浓度减小，物质的量保持不变；
若将其中通H₂一极改为通CH₄，燃料电池中燃料做原电池负极失电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子生成氢氧根离子发生还原反应；则总反应的离子方程式为：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+2H₂O；
故答案为：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，正，不变，减小，CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+2H₂O；
（2）Ⅰ、X、Y、Z为三种不同短周期非金属元素的单质，若常温下X、Y、Z均为气体，且A和B化合生成一种固体时的现象是有白烟，说明是氯化氢和氨气发生的反应，则Y为H₂，生成的是氯化铵为氯离子和铵根离子形成的离子化合物，电子式；
故答案为：H₂ ；
Ⅱ、若常温下Y为固体，X、Z为气体，A 在空气中充分燃烧可生成B，B具有漂白性，说明为SO₂，A为H₂S，所以Y为S，B为O₂，X为H₂，则：将B与氯气的水溶液充分反应可生成两种强酸，是二氧化硫和氯气在水中发生反应生成硫酸和氯化氢，反应的化学方程式为：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；
故答案为：SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl；

点评：本题考查了原电池原理分析应用，电极反应书写和电极产物判断，物质性质的分析应用是解题关键，掌握物质性质和反应特征是解题关键，题目难度中等．