Question

熔融鹽燃料電池具有較高的發(fā)電效率，因而受到重視。某燃料電池以熔融的K2CO3(其不含O2－和HCO)為電解質(zhì)，以丁烷為燃料，以空氣為氧化劑，以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬材料為電極。

該燃料電池負(fù)極電極反應(yīng)式為：2C4H10＋26CO－52e－=34CO2＋10H2O。

試回答下列問題：

（1）該燃料電池的化學(xué)反應(yīng)方程式為________________________________________________；

（2）正極電極反應(yīng)式為_________________________________________。

（3）為了使該燃料電池長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定。為此，必須在通入的空氣中加入一種物質(zhì)，加入的物質(zhì)是________，它來自________________________________。

（4）某學(xué)生想用該燃料電池和如圖所示裝置來電解飽和食鹽水：

①寫出該電解池反應(yīng)的離子方程式_______________________________________。

②將濕潤的淀粉KI試紙放在該裝置附近，發(fā)現(xiàn)試紙變藍(lán)，待一段時(shí)間后又發(fā)現(xiàn)藍(lán)色褪去，這是因?yàn)檫^量的Cl2將生成的I2氧化。若反應(yīng)的Cl2和I2的物質(zhì)的量之比為5∶1，且生成兩種酸。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________________。

③若電解后得到200 mL 3.25mol/LNaOH溶液，則消耗C4H10的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為________mL。

 

Answer 1

（1）2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O

（2）13O2＋26CO2＋52e－===26CO

（3）CO2 負(fù)極產(chǎn)物（其他合理答案均可)

（4）①2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－

②5Cl2＋I(xiàn)2＋6H2O===10HCl＋2HIO3

③560

【解析】

試題分析：在燃料電池中，熔融碳酸鉀環(huán)境下的電極反應(yīng)式為13O2＋26CO2＋52e－===26CO

在該燃料電池中，二氧化碳被消耗，故應(yīng)加入二氧化碳來穩(wěn)定電解質(zhì)的組成。在燃料電池中，燃料作負(fù)極；電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氯氣、氫氣；氯氣可以把碘單質(zhì)氧化，據(jù)反應(yīng)的Cl2和I2的物質(zhì)的量之比為5∶1，且生成兩種酸，由此可知5Cl2＋I(xiàn)2＋6H2O===10HCl＋2HIO3；氫氧化鈉物質(zhì)的量為0.2乘以3.25等于0.65mol,據(jù)得失電子總數(shù)相等可知，需要消耗0.025mol丁烷，故丁烷的體積為560mL

考點(diǎn)：考查燃料電池以及物質(zhì)的量計(jì)算的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。