【题目】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。某研究小组将甲烷燃料电池作为电源,进行惰性电极电解饱和氯化钠溶液实验。回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池正极的电极反应为_________、负极的电极反应为_________ 。
(2)如图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。电解氯化钠溶液的离子反应方程式为_________。
(3)精制饱和食盐水从图中_____位置补充,浓氢氧化钠溶液从图中______位置流出。(选填“a”、“b”、“c” 或“d”)
(4)若甲烷通入量为1L(标准状况),且反应完全,则最多能产生的氯气体积为______L(标准状况)
【答案】 2O2+4H2O+8e-=8OH- CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O 2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑ a d 4L
【解析】试题分析:(1)在碱性溶液中,甲烷燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,正极是:2O2+4H2O+8e-═8OH-,负极是:CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O,故答案为:2O2+4H2O+8e-=8OH-;CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;
(2)电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱,反应的离子方程式为:2H2O+2Cl-Cl2↑+2OH-+H2↑,故答案为:2H2O+2Cl-
Cl2↑+2OH-+H2↑;
(3)电解槽中阴极是氢离子放电生成氢气,水电离平衡正向进行氢氧根离子浓度增大,生成氢氧化钠溶液,NaOH溶液的出口为d;Cl2在阳极,依据装置图分析可知精制饱和食盐水从阳极进入,即进口为a,故答案为:a,d;
(4)根据CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O,若甲烷通入量为lL(标准状况),且反应完全,转移的电子的物质的量为×8=
mol,根据2H2O+2Cl-
Cl2↑+2OH-+H2↑,最多能产生标准状况下的氯气体积为
mol ×
×22.4L/mol=4L,故答案为:4。
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【题目】
①用托盘天平称取3.7g食盐
②用量筒量取8.62mL盐酸
③用广泛pH试纸测得溶液的pH是2.5,其中数据合理的是
A. ① B. ② C. ①③ D. ②③
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【题目】下列离子方程式中,正确的是
A.氧化铁和稀硫酸反应:Fe2O3+6H+=2Fe2++3H2O
B.锌与盐酸的反应:Zn+2H++2Cl-=Zn2++2Cl-+H2↑
C.石灰石与盐酸反应:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
D.NH4HCO3溶液与过量KOH浓溶液共热:NH4++OH-NH3↑+H2O
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【题目】下列物质间的归类正确的是( )
A.1H、2H、3H互为同素异形体
B.碳酸氢钠和纯碱是同一物质
C.乙醇(CH3CH2OH)与甲醚(CH3OCH3)互为同分异构体
D.O2与O3互为同位素
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【题目】200 mL硝酸与一定量铝铁合金反应生成 3.36 L NO(标况),向反应后的溶液中加入150 mL 3 mol·L1的NaOH溶液,使铝铁元素恰好全部转化为沉淀,则原硝酸的浓度是
A.3 mol·L1 B.2.25 mol·L1 C.1. 5 mol·L1 D.无法计算
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【题目】如下图所示装置中,当线路接通时,发现M 滤纸(用Na2SO4溶液的石蕊试液浸润过)的a端显蓝色,b端显红色,且知甲中电极材料是锌、银,乙中电极材料是铂、铜,且乙中两电极不发生变化。回答:
(1)甲、乙分别是什么装置?_____________、______________。
(2)写出A、B、C、D的电极名称以及电极材料和电极反应式。
A极:____________________;B极:______________________;
C极:______________________;D极:________________________。
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【题目】现有A、B、C、D、E、F、G、H、M九种物质,其中A为淡黄色粉末,G为黄绿色气体单质,E为无色气体单质,F的水溶液与石灰水混合可得D的溶液,它们之间的相互转化关系如图所示,其他与题无关的生成物均已略去。
请回答下列问题:
(1)写出E、H的化学式:E ,H 。
(2)写出①、⑤的化学方程式:
① ,⑤ 。
(3)写出③的离子方程式: 。
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