（7分）

熔融碳酸鹽燃料電池（MCFS），發(fā)明于1889年。現(xiàn)有一個(gè)碳酸鹽燃料電池，以一定比例Li2CO3和Na2CO3熔融混合物為電解質(zhì)，操作溫度為650℃，在此溫度下以鎳為催化劑，以煤氣（CO、H2的體積比為1：1）直接作燃料，其工作原理如圖所示。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）B極發(fā)生____（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)

（2）電池總反應(yīng)為_(kāi)__________________________________________。

（3）以此電源電解足量的CuSO4溶液，陽(yáng)極產(chǎn)生氣體0.56 L（已換算為標(biāo)況），則陰極產(chǎn)物的質(zhì)量為       g。電解后溶液體積為1 L，溶液的pH約為       。

（4）電池中的電解質(zhì)碳酸鈉形成的水溶液體系不能用帶玻璃塞的試劑瓶保存，其原因是

                                        （用化學(xué)方程式表示）

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

（2011?南京一模）以天然氣為原料經(jīng)由合成氣（C0、H2）制化學(xué)品是目前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主導(dǎo)技術(shù)路線． 以甲烷的部分氧化為基礎(chǔ)制備甲醚（CH3OCH3）和甲醇的工業(yè)流程如下：

（1）甲烷的部分氧化反應(yīng)如下：
2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）；△H=-71.2kJ?mol-1
有研究認(rèn)為甲烷部分氧化的機(jī)理為：
①CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）；△H1=-890.3kJ?mol-1
②CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）；△H2
③CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）；△H3=+250.3kJ?mol-1
則△H2=
+247.3kJ?mol-1
+247.3kJ?mol-1
．
（2）催化反應(yīng)室1中合成甲醚的反應(yīng)為：2CO（g）+4H2（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g），該反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)，則該反應(yīng)的△H
＜
＜
0 （填“＜”、“＞”或“=”）
（3）催化反應(yīng)室2中發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）+2H2（g）═CH30H（g）△H＜0
在容積均為VL的I、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)相同密閉容器分別充入a mol C0和2a mol H2，三個(gè)容器的反應(yīng) 溫度分別為T1、T2、T3且恒定不變，在其他條件相同情況下．實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)均進(jìn)行到t min 時(shí)CO 的體積分?jǐn)?shù)如下圖所示，此時(shí)I、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)容器中一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
Ⅲ
Ⅲ
；都達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，C0轉(zhuǎn)化率最小的是
Ⅲ
Ⅲ
．

（4）如下圖為熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理示意圖． 熔融碳酸鹽燃料電池的正極反應(yīng)可表示為：
O2+4e-+2CO2═2CO32-
O2+4e-+2CO2═2CO32-
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）是使用熔融碳酸鋰、碳酸鉀作電解質(zhì)的一種新型電池，該電池的工作溫度為650℃．負(fù)極由鎳鉻鋁合金燒結(jié)而成，正極材料為多孔鎳，電池反應(yīng)為：H2+CO+O2═CO2+H2O．下列說(shuō)法不正確的是（　�。�

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

“氫”既是重要的化工原料，也是未來(lái)最理想的新能源．
（1）①實(shí)驗(yàn)測(cè)得，1g氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9kJ熱量，1mol H2O（g）轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H2O（l）時(shí)放出44.0kJ熱量．則氫氣燃燒生成H2O（g）的熱化學(xué)方程式為
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6kJ?mol-1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6kJ?mol-1
．
②熔融碳酸鹽燃料電池（MCFS）是使用熔融碳酸鋰、碳酸鉀作電解質(zhì)的一種新型電池，該電池的工作溫度為650℃．負(fù)極由鎳鉻鋁合金燒結(jié)而成，正極材料為多孔鎳，電池反應(yīng)為：H2+CO+O2=CO2+H2O．下列說(shuō)法不正確的是
AB
AB

A．負(fù)極反應(yīng)Al-3e-=Al3+                      B．燃料氣體是氧氣
C．正極反應(yīng)為2CO2+O2+4e-=2CO32-              D．該電池也可用烴類作燃料
（2）用CO2和氫氣為原料，在催化劑作用下發(fā)生如下反應(yīng)，
2CO2（g）+6H2（g）
催化劑
CH3CH2OH（g）+3H2O（g）  25℃時(shí)，K=2.95ⅹ1011
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=
c(CH3CH2OH)．C3(H2O)
C2(CO2)．C6(H2)
c(CH3CH2OH)．C3(H2O)
C2(CO2)．C6(H2)
．
②在一定壓強(qiáng)下，
n(H2)
n(CO2)
=2，測(cè)得反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表．
溫度（K） 500 600 700 800
CO2轉(zhuǎn)化率（%） 60 43 28 15
根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析：升高溫度，平衡常數(shù)K值
減小
減小
（填“增大”、“減小”或“不變”）；上述反應(yīng)的焓變△H
＜
＜
0（填“＞”、“＜”或“=”）．
③其它條件不變，適當(dāng)提高c（CO2），則乙醇的產(chǎn)量
增大
增大
（填“增大”、“減小”或“不變”，下同．），此時(shí)K值
不變
不變
．
④在一定溫度下，H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖，則p1
＜
＜
p2（填“＞”、“＜”或“=”）．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

（2010?西城區(qū)模擬）熔融碳酸鹽燃料電池是以熔融的碳酸鹽為電解質(zhì)的燃料電池，其工作原理如圖所示：
（1）電極b是該燃料電池的（填“正”或“負(fù)”）
正
正
極．
（2）若以氫氣為燃料，則A是（填化學(xué)式）
H2
H2
，Y是（填化學(xué)式）
CO2
CO2
；CO32-的移動(dòng)方向是移向（填“電極a”或“電極b”）
電極a
電極a
；電極b的電極反應(yīng)是
O2+4e-+2CO2═2CO32-
O2+4e-+2CO2═2CO32-
．
（3）若以一氧化碳為燃料，則反應(yīng)非常慢，可通過(guò)反應(yīng)CO+H2O=CO2+H2，使一氧化碳轉(zhuǎn)化為氫氣再進(jìn)一步反應(yīng)．
①已知25℃時(shí)，C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-394kJ/mol：
H2（g）+
1
2
O2（g）═H2O（g）△H=-242kJ/mol
C（s）+
1
2
O2（g）═CO（g）△H=-111kJ/mol則25℃時(shí)，CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）的反應(yīng)熱△H=
-41kJ/mol
-41kJ/mol
．
②已知反應(yīng)CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）在某溫度時(shí)的平衡常數(shù)是9.0．若反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，一氧化碳和水蒸氣的濃度都是0.01mol/L，則一氧化碳在此反應(yīng)條件下的轉(zhuǎn)化率是
75%
75%
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

CO和H2可作為能源和化工原料，應(yīng)用十分廣泛．
（1）已知：C（s）+O2 （g）═CO2（g）△H1=-393.5kJ?mol-1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H2=-483.6kJ?mol-1
C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H3=+131.3kJ?mol-1
則反應(yīng)CO（g）+H2（g）+O2（g）═H2O（g）+CO2（g）的△H=
-524.8
-524.8
kJ?mol-1．
標(biāo)準(zhǔn)狀況下的煤炭氣（CO、H2）33.6L與氧氣反應(yīng)生成CO2和H2O，反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移
3
3
mol電子．
（2）熔融碳酸鹽燃料電池（MCFS），是用煤氣（CO+H2）作負(fù)極燃?xì)�，空氣與CO2的混合氣為正極助燃?xì)猓靡欢ū壤腖i2CO3和Na2CO3低熔點(diǎn)混合物做電解質(zhì)，以金屬鎳（燃料極）為催化劑制成的．負(fù)極的電極反應(yīng)式為
CO-2e-+CO32-═2CO2、H2-2e-+CO32-═CO2+H2O；
CO-2e-+CO32-═2CO2、H2-2e-+CO32-═CO2+H2O；
；則該電池的正極反應(yīng)式是
O2+4e-+2CO2═2CO32-
O2+4e-+2CO2═2CO32-
．
（3）密閉容器中充有10mol CO與20mol H2，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）；CO的轉(zhuǎn)化率（α）與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示．

①若A、B兩點(diǎn)表示在某時(shí)刻達(dá)到的平衡狀態(tài)，此時(shí)在A點(diǎn)時(shí)容器的體積為10L，則該溫度下的平衡常數(shù)K=
1
1
；此時(shí)在B點(diǎn)時(shí)容器的體積VB
小于
小于
10L（填“大于”、“小于”或“等于”）．
②若A、C兩點(diǎn)都表示達(dá)到的平衡狀態(tài)，則自反應(yīng)開(kāi)始到達(dá)平衡狀態(tài)所需的時(shí)間tA
大于
大于
tC（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③在不改變反應(yīng)物用量情況下，為提高CO轉(zhuǎn)化率可采取的措施是
降溫、加壓，將甲醇從混合體系中分離出來(lái)
降溫、加壓，將甲醇從混合體系中分離出來(lái)
．

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