(10分)新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2 ，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)，如圖所示。

回答下列問題：
(1)甲烷燃料電池正極、負(fù)極的電極反應(yīng)分別為              、              。
(2)閉合K開關(guān)后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生．其中b電極上得到的是      ，電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為                         ；
(3)若每個(gè)電池甲烷通入量為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且反應(yīng)完全，則理論上最多能產(chǎn)生的氯氣體積為      L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

（1）2O2+4H2O +8e—=8OH—   CH4+10OH--8e—=CO32-+ 7H2O  
（2）H2      2NaCl+2H2O2NaOH+ H2↑+ Cl2↑    （3）4

解析試題分析：（1）原電池中負(fù)極失去電子，正極得到電子，所以甲烷在負(fù)極通入，氧氣在正極通入，方程式為CH4＋10OH－－8e－= CO32－＋7H2O、2O2 + 4H2O +8e－= 8OH－。
（2）閉合K開關(guān)后，b電極和電源的負(fù)極相連，作陰極，溶液中的氫離子放電，生成氫氣。電解氯化鈉溶液的方程式為2NaCl＋2H2O  2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
（3）一個(gè)甲烷分子參加反應(yīng)失去8個(gè)電子，一個(gè)氯氣分子生成得到2個(gè)電子。根據(jù)電子得失守恒可知，1L甲烷通入生成氯氣4L。
考點(diǎn)：燃料電池和電解池
點(diǎn)評(píng)：在原電池中較活潑的金屬作負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極上，所以溶液中的陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此可以進(jìn)行有關(guān)的判斷。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

二甲醚（CH3OCH3）被稱為21世紀(jì)的新型能源，是一種高效、清潔能源．
Ⅰ．工業(yè)制備二甲醚的生產(chǎn)流程如下：
催化反應(yīng)室中（壓力2.0～10.0Mpa，溫度230～280℃）發(fā)生如下反應(yīng)：
①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-90.7kJ/mol
②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-23.5kJ/mol
③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41.2kJ/mol
（1）二甲醚也可以通過天然氣和CO2合成制得，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
3CH4+CO2→2CH3OCH3
3CH4+CO2→2CH3OCH3
．
（2）催化反應(yīng)室中總反應(yīng)3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=
-246.1kJ/mol
-246.1kJ/mol
，830℃時(shí)反應(yīng)③的K=1.0，則在催化反應(yīng)室中反應(yīng)③的K
＞
＞
1.0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）在溫度相同的3個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒壓，發(fā)生反應(yīng)②，測得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下．
容器 甲 乙 丙
反應(yīng)物投入量 1mol CH3OCH3、1mol H2O 2mol CH3OH 1mol CH3OH
CH3OH的濃度（mol/L） c1 c2 c3
反應(yīng)的能量變化 吸收a kJ 放出b kJ 放出c kJ
平衡時(shí)體積（L） V1 V2 V3
反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率 α 1 α 2 α 3
下列說法正確的是
A、B、C
A、B、C
．（填字母序號(hào)）
A．a(chǎn)+2c=23.5        B．α1+α2=1        C．V1＞V3       D．c1=2c3
（4）上述生產(chǎn)流程中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有
甲醇和水、CO和H2
甲醇和水、CO和H2
．
Ⅱ．用二甲醚-空氣堿性（KOH）燃料電池作電源電解精煉粗銅（如圖），在接通電路一段時(shí)間純Cu質(zhì)量增加3.2g．

（5）請(qǐng)寫出燃料電池中的負(fù)極反應(yīng)式：
CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O
CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O
．
（6）燃料電池正極消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣的體積是
2.8L
2.8L
（空氣中O2體積分?jǐn)?shù)以20%計(jì)算）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

二甲醚（CH3OCH3）是一種高效、清潔，具有優(yōu)良環(huán)保性能的新型燃料．工業(yè)上制備二甲醚時(shí)在催化反應(yīng)室中（壓強(qiáng)2.0～10.0MPa，溫度230～280℃）進(jìn)行的反應(yīng)為：
①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-90.7kJ?mol-1，
②2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=-23.5kJ?mol-1，
③CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H3=-41.2kJ?mol-1，
（1）催化反應(yīng)室中總反應(yīng)3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=
-246.1KJ/mol
-246.1KJ/mol
．
（2）在溫度和容積不變的條件下發(fā)生反應(yīng)①，能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是
ab
ab
（多選扣分）．
a．容器中壓強(qiáng)保持不變；b．混合氣體中c（CO）不變；c．v正（CO）=v逆（H2）；d．c（CH3OH）=c（CO）
（3）在2L的容器中加入amolCH3OH（g）發(fā)生反應(yīng)②，達(dá)到平衡后若再加入amolCH3OH（g）重新達(dá)到平衡時(shí)，CH3OH的轉(zhuǎn)化率
不變
不變
（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）850℃時(shí)在一體積為10L的容器中通入一定量的CO和H2O（g）發(fā)生反應(yīng)③，CO和H2O（g）濃度變化如圖所示．
①0～4min的平均反應(yīng)速率υ（CO）=
0.03mol/L?min
0.03mol/L?min
．
②若溫度不變，向該容器中加入4molCO、2molH2O、3molCO2（g）和3molH2（g），起始時(shí)D正
＜
＜
V逆（填“＜”、“＞”或“=”），請(qǐng)結(jié)合必要的計(jì)算說明理由
Qc=
0.3，mol/L×0，3mol/L
0.4mol/L×0.2mol/L
=
9
8
，K=
0.12mol/L×0.12mol/L
0.08mol/L×0.18mol/L
=1，因?yàn)镼c＞K，平衡左移，V正＜V逆
Qc=
0.3，mol/L×0，3mol/L
0.4mol/L×0.2mol/L
=
9
8
，K=
0.12mol/L×0.12mol/L
0.08mol/L×0.18mol/L
=1，因?yàn)镼c＞K，平衡左移，V正＜V逆
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

用氯氣對(duì)飲用水消毒已有百年歷史，但人們逐漸發(fā)現(xiàn)其副作用愈來愈明顯：①pH的變化，對(duì)消毒能力影響大；②使飲用水中有機(jī)物發(fā)生氯代，生成上百種影響人體健康的有機(jī)氯衍生物，同時(shí)使人產(chǎn)生味覺、嗅覺不適感。世界環(huán)保聯(lián)盟建議用另一種高效消毒劑二氧化氯（ClO2）代替氯氣對(duì)飲用水消毒。ClO2具有很強(qiáng)的氧化性，通常狀況下是黃綠色氣體，水溶性是Cl2的5倍，溶于水成黃綠色的溶液，在pH為2～5范圍內(nèi)，在水中以分子形式存在，不水解，也不聚合。ClO2很不穩(wěn)定，與空氣混合后，當(dāng)它的體積分?jǐn)?shù)＞10%時(shí)，受強(qiáng)光或強(qiáng)振動(dòng)可能發(fā)生爆炸。

完成下列問題：?

（1）氯氣對(duì)飲用水消毒的原理是________。氯氣的消毒能力受水的pH影響，pH小時(shí)的消毒能力________pH大時(shí)的消毒能力（填“＞”或“＜”)，其原因是________________________。?

（2）通常用氯酸鈉（NaClO3）與濃鹽酸反應(yīng)來制取ClO2，同時(shí)生成Cl2，寫出化學(xué)方程式：________________。市售的一種新型消毒劑含兩種成分，分別是NaClO3和Na2C2O4。兩種成分在溶液中混合便產(chǎn)生ClO2，寫出化學(xué)方程式：________________________。?

某同學(xué)打算通過研究性學(xué)習(xí)，比較這兩種制取ClO2的方法的利與弊。要擬定一個(gè)簡略的研究方案，你認(rèn)為應(yīng)該從哪些方面進(jìn)行研究？

__________________________________________

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科目：高中化學(xué) 來源：2012-2013學(xué)年浙江省湖州市高三上學(xué)期期中考試化學(xué)試卷（解析版） 題型：填空題

(10分)新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2 ，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)，如圖所示。

回答下列問題：

(1)甲烷燃料電池正極、負(fù)極的電極反應(yīng)分別為               、               。

(2)閉合K開關(guān)后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生．其中b電極上得到的是       ，電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為                          ；

(3)若每個(gè)電池甲烷通入量為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且反應(yīng)完全，則理論上最多能產(chǎn)生的氯氣體積為       L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

 

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