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    （12分）如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题：

    (1)甲烷燃料电池负极反应式是 ；

    (2)石墨(C)极的电极反应式为 ；

    (3)若在标准状况下，有2.24 L氧气参加反应，则乙装置中铁极上生成 的气体体积为________L ，丙装置中阴极析出铜的质量为________g ；

    (4)某同学利用甲烷燃料电池设计电解法制取漂白液或Fe(OH)2的实验装置(如图所示)。

    若用于制漂白液，a为电池的________极，电解质溶液最好用________；若用于制Fe(OH)2，使用硫酸钠作电解质溶液，阳极选用________作电极。

     

    （12分） (1) CH4 +10OH- -8e－＝CO32-+7H2O ；（3分）

    (2)2Cl－－2e－＝Cl2↑；（2分） (3)4.48L，（2分）　12.8g；（2分）

    (4) 负（1分）　饱和氯化钠溶液或食盐水（1分） 铁 （1分）

    【解析】

    试题分析：燃料电池中，投放燃料的电极是负极，投放氧化剂的电极是正极。

    （1）燃料电池中，负极上投放燃料，所以投放甲烷的电极是负极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：CH4+10OH--8e-＝CO32-+7H2O；

    （2）甲中投放氧化剂的电极是正极，所以乙装置中石墨电极是阳极，阳极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl--2e-＝Cl2↑；

    （3）串联电池中转移电子数相等，若在标准状况下，有2.24L氧气参加反应，氧气的物质的量是2.24L÷22.4L/mol÷0.1mol，则则转移电子的物质的量＝0.1mol×4＝0.4mol，乙装置中铁电极上氢离子放电生成氢气，设生成氢气的体积为xL；丙装置中阴极上析出铜，设析出铜的质量为yg，则

    2H++2e-＝H2↑

      2mol 22.4L

     0.4mol xL

    解得x=4.48

    Cu 2++2e-＝Cu

         2mol  64g

     0.4mol  yg

    解得y=12.8

    （4）电解饱和食盐水时，阴极上析出氢气，阳极上析出氯气，氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠，次氯酸钠是漂白液的有效成分，B电极上生成氯气，氯气的密度小于溶液的密度，所以生成的氯气上升，能和氢氧化钠溶液充分的接反应生成次氯酸钠，所以A极上析出氢气，即A极是阴极，所以a为电池负极；若用于制Fe（OH）2，使用硫酸钠做电解质溶液，阴极上氢离子放电生成氢气，如果阳极是惰性电极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气得不到氢氧化亚铁，所以阳极上应该是铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁。

    考点：考查原电池和电解池原理及物质的量的有关计算

     

    练习册系列答案
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    （14分）研究CO2与CH4的反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机，减少温室效应具有重要的意义。

    （1）已知：①2CO(g)+O2（g）＝2CO2(g)　△H＝－566 kJ·mol-1

    ②2H2(g)+O2（g）＝2H2O(g)　△H＝－484kJ·mol-1

    ③CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(g)　△H＝－802kJ·mol-1

    则CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　△H＝　　kJ·mol-1

    （２）在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·Ｌ-1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

    ?据图可知，P1 、P2、 P3 、P4 由大到小的顺序　　。

    ?在压强为P4、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡点X，则用CO表示该反应的速率为 。该温度下，反应的平衡常数为 。　

    （3）CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2 (g)来制取。

    ①在恒温恒容下，如果从反应物出发建立平衡，可认定平衡已达到的是

    A．体系压强不再变化 B．H2与CO的物质的量之比为1 ：1

    C．混合气体的密度保持不变 D. 气体平均相对分子质量为15，且保持不变

    ② 在某密闭容器中同时投入四种物质，2min时达到平衡，测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、

    2.2molH2(g)和一定量的C(s)，如果此时对体系加压，平衡向 （填“正”或“逆”）反应方向移动，第5min时达到新的平衡，请在下图中画出2～5min内容器中气体平均相对分子质量的变化曲线。

     

     

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    科目：高中化学 来源：2013-2014浙江省温州市业水平考试适应性测试化学试卷（解析版） 题型：选择题

    化学反应NaOH+HCl==NaCl+H2O属于

    A．化合反应 B．分解反应 C． 复分解反应 D． 置换反应

     

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    科目：高中化学 来源：2013-2014浙江省高二下学期期中化学试卷（解析版） 题型：选择题

    下列说法正确的是 （ ）

    A．两种有机物具有相同的相对分子质量和不同的结构，则互为同分异构体

    B．质量相同的两种有机物完全燃烧生成质量相同的水，则两有机物最简式相同

    C．两种有机物结构相似具有相同的通式，则互为同系物

    D．两种核素具有相同质子数，不同的质量数，则互为同位素

     

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    科目：高中化学 来源：2013-2014浙江省高二下学期期中化学试卷（解析版） 题型：选择题

    下列说法不正确的是 （ ）

    A．对硝基甲苯的结构简式为

    B．“地沟油”禁止食用，但可以用来制肥皂

    C．升高温度，一般可使活化分子的百分数增大，因而反应速率增大

    D．H2(g) +Cl2(g)==2HCl(g) △H＝-184.6 kJ/mol不是氢气的燃烧热方程式

     

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    科目：高中化学 来源：2013-2014浙江省高一下学期期中化学试卷（解析版） 题型：选择题

    用如图所示的装置进行实验，反应一段时间后断开K，向右侧烧杯中加入0.1 mol CuO后CuSO4溶液恰好恢复到反应前的浓度和pH。下列说法中不正确的是 (　　)

    A．铜棒为正极，其电极反应式为：2H＋＋2e－====H2↑

    B．烧杯右侧碳棒为阴极，其电极表面有红色物质析出

    C．反应中消耗锌的质量为13 g

    D．导线中通过电子的物质的量为0.2 mol

     

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    科目：高中化学 来源：2013-2014浙江省高一下学期期中化学试卷（解析版） 题型：选择题

    最近发现一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为 (　　)

    A．Ti14C13 B．TiC C．Ti4C4 D．Ti4C3

     

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    （7分）五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A和C同族，B和D 同族，C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物的水溶液呈碱性，C和E形成的化合物的水溶液呈中性。回答下列问题：

    （1）五种元素中，原子半径最大的是 ，非金属性最强的是 （填元素符号）；

    （2）B、D所形成的最简单的氢化物中沸点较高的是 （填化学式），原因是 。

    （3）A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应，产物的化学式为 ，其中存在的化学键类 型为 ；

    （4）D与E形成的化合物中，所有原子均能满足8电子稳定结构的物质的电子式为 。

     

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    科目：高中化学 来源：2013-2014浙江省高二下学期期末考试化学试卷（解析版） 题型：填空题

    为了测定氢氧化钠和碳酸钠固体混合物中碳酸钠的质量分数，甲、乙两位同学分别设计了如下的实验方案：

    (I)甲同学的方案是：将mg样品溶解，加过量氯化钡溶液，过滤、洗涤、烘干，称得固体ng。

    （1）混合物中碳酸钠的质量分数为(用m、n表示) ，甲同学洗涤沉淀的具体操作是 。

    （2）Ca2+、Ba2+都可以使CO32-沉淀完全，但使用氯化钡溶液比氯化钙溶液所得的结果具有更高的精确度，原因是：① ;

    ② 。

    (Ⅱ)乙同学的方案如图所示：

    （1）根据乙同学的实验装置图分析，在每次实验中，完成测定过程至少要进行 次称量操作。按照该同学的方案进行测定，结果与实际情况存在较大的误差，你认为主要原因可能是(任写两个)：

    ① ；

    ② 。

    （2）乙同学的方案的装置中存在一定的缺陷，请你提出改进的方法(简单叙述做法，不必画图)： 。

     

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