【题目】燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点,己成为一种发展前景十分广阔的化学电源。氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池,它可以使用不同的电解质,如酸式、碱式、熔融碳酸盐、固体电解质等。回答以下问题:
(1)通入氧气的一极为___________极,若电解质溶液为硫酸溶液,负极反应式为________________,若电解质溶液为KOH溶液,正极反应式为__________________ 。
(2)若将氢气改为CH4,电解质溶液为KOH溶液,此时负极反应式为:_________________,—段时间后,电解质溶液的pH将_________________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
(3)肼(N2H4)-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。己知N2H4燃烧产物之一为空气中含量最高的一种气体。
①胼-空气燃料电池放电时:负极的电极反应式为:_____________________。
②假设使用肼-空气燃料电池作为下图电解过程的电源,当阴极增重1.28 g,则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气____________L。(假设空气中氧气体积分数为20%)
【答案】 正 H2-2e-=2H+ O2+4e-+2H2O=4OH- CH4+100H+-8e-=CO32-+7H2O- 降低 N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑ 1.12
【解析】(1)燃料电池中通入氧化剂的一极为正极,故氢氧燃料电池中通入氧气的一极为正极;H2失电子发生氧化反应,若电解质溶液为硫酸溶液,则负极反应为H2-2e-=2H+;O2得电子发生还原反应,若电解质溶液为KOH溶液,正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
(2)若将氢气改为CH4,CH4中则-4价C元素被氧化为+4价,电解质溶液为KOH溶液,OH-参与负极反应,此时负极反应式为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;总反应为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,反应消耗OH-,—段时间后,电解质溶液的pH将降低。
(3)①肼(N2H4)-空气碱性燃料电池,总反应为:N2H4+O2=N2+H2O,负极上N2H4失电子,氢氧根离子参与反应,生成水和氮气,电极反应式为N2H4+4OH--4e-=4H2O+N2↑。②电池放电时正极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,以该燃料电池做电源,铜作阳极电解硫酸铜溶液时,阴极反应Cu-2e-=Cu2+,当阴极增重1.28 g时,生成0.02molCu,转移0.04mol电子,根据电子守恒,有0.01mol氧气反应,则需要标准状况下空气的体积=0.01mol×22.4Lmol-1÷20%=1.12L。
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【题目】依据下图装置,下列叙述不正确的是
A. a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B. a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu2++2e-=Cu
C. a和b分别连接直流电源正、负极,Cu2+向铜电极移动
D. 无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液颜色都会发生变化
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【题目】在标准状况下,将a L NH3完全溶于水得到V mL氨水,溶液的密度为ρ g/cm3 , 溶质的质量分数为w,溶质的物质的量浓度为c mol/L.下列叙述中正确的是( )
①w= ×100%
②c=
③向上述溶液中再加入V mL水后,所得溶液的质量分数大于0.5w.
A.①③
B.②③
C.①②
D.只有②
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【题目】下列说法正确的是( )
A.由KClO3变成KCl必须加入还原剂
B.向醋酸溶液中加入少量氢氧化钠溶液,因发生中和反应,溶液的导电能力降低
C.已知氨水的密度比水小,且浓度越大密度越小.则质量分数分别为5%和15%的氨水等体积混合,得到的溶液的质量分数大于10%
D.一定条件下,H2与O2的混合气体对氮气的相对密度为1,则H2与O2的物质的量之比为2:13
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【题目】某地环保部门取一定量某工厂所排废水试样分成甲、乙、丙、丁四份,进行如图所示探究。
已知废水试样中可能含有下表中的离子:
离子 | |
阳离子 | Na+、Mg2+、X |
阴离子 | Cl-、SO |
请回答下列问题:
(1)离子X是______________(填化学式,下同),离子Y是__________________。
(2)表中不能确定是否存在的阴离子是__________。
(3)写出废水试样中滴加酸性淀粉KI溶液所发生反应的离子方程式: ___________________。
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【题目】下列说法正确的是
A.甲烷和乙烷互为同分异构体
B.工业上用电解熔融NaCl的方法制取金属Na
C.铝制品耐腐蚀的原因是因为铝的性质不活泼
D.标准状况下,2.24 L CCl4中含有的碳原子数是6.02×1022
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【题目】一种含铝、锂、钴的新型电子材料,生产中产生的废料数量可观,废料中的铝以金属铝箔的形式存在;钴以Co2O3·CoO的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面;锂混杂于其中。从废料中制取高纯碳酸钴(CoCO3)的工艺流程如下:
(1)过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al,反应的离子方程式为_________________________。
(2)过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出钴的离子反应方程
式为_____________________(产物中只有一种酸根)。也可用H2SO4和H2O2代替H2SO4、Na2S2O3,那么该反应的化学方程式为______________;但若用HC1代替H2SO4会造成的后果是______________。
(3)过程Ⅲ中碳酸钠溶液的作用是沉淀Al3+和Li+,写出沉淀Al3+的离子方程式___________________。
(4)过程Ⅳ沉钴的离子方程式是______________________。
(5)CoCO3可用于制备锂离子电池的正极材料LiCoO2,其生产工艺是将n(Li):n(Co)=l:l的LiCO3和CoCO3的固体混合物在空气中加热至700℃~900℃。试写出该反应的化学方程式________。
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