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(9分) 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 ...

(9分)

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。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和化钠液电解实验,如图所示。

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回答下列问题:

(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为                               

(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生.其中b电极上得到的是      ,电解氯化钠溶液的总反应方程式为                            

(3)若每个电池甲烷通量为1 L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为

     (法拉第常数F=9.65×l04C.mol-1式计算),最多能产生的氯气体积为    L(标准状况)。

 

:(1)O2+2H2O +4e—=4OH—,CH4+10OH--8e—=CO32-+ 7H2O;(2)H2;2NaCl+2H2O2NaOH+ H2↑+ Cl2↑;(3)(1L/22.4L.mol-1)×8×9.65× 104C.mol-1 =3.45×104C;4。 【解析】:(1)燃料电池的总反应就是燃料燃烧的反应即:CH4+2O2+2OH- = CO32-+ 3H2O,故其正极反应式为:O2+ 2H2O +4e—= 4OH—,我们用总反应式减正极反应式可得负极反应式:CH4+10OH--8e—=CO32-+ 7H2O;(2分析图中三池可看出1、2两池是串联的燃料电池,通入甲烷的一极是负极,故此电解池中与其相连的b电极为阴极,生成的气体为氢气;电解的总反应式为:2NaCl+2H2O 2NaOH+ H2↑+ Cl2↑;(3)根据(1)中的负极反应式,可知通入1mol甲烷时失电子8mol,总电量为8×96500C,由于图中的两个电池是串联,故可知线路上转移的电子与一个燃料电池时相同,结合甲烷的量,其1L为1/22.4mol,可求电为:(1L/22.4L.mol-1)×8×9.65× 104C.mol-1 =3.45×104C;电解时得到氢气为4L。 【考点定位】此题以燃料电池的使用为载体,考查了原电池的电极反应式书写、电极的判断和电解知识。  
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(9分)已知A(g)+B(g) 满分5 manfen5.comC(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:

|温度/

700

900

830

1000

1200

平衡常数

1.7

1.1

1.0

0.6

0.4

回答下列问题:

(1)该反应的平衡常数表达式K=             H     0(填“<”“ >”“ =”);

(2)830时,向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1。则6s时c(A)=      mol·L-1, C的物质的量为       mol;若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为      ,如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,平衡时A的转化率为         

(3)判断该反应是否达到平衡的依据为       (填正确选项前的字母):   

a.压强不随时间改变    b气体的密度不随时间改变

cc(A)不随时改变    d单位时间里生成C和D的物质的量相等

(4)1200时反应C(g)+D(g)满分5 manfen5.com A(g)+B(g)的平衡常数的值为             

 

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(9分)

在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液处理和资源回收的过程简述如下:

I:向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤液

II:向滤液中加入一定量石灰水,调节溶液pH,同时鼓入足量的空气。

己知:Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38

回答下列问题:

(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为                              

(2)过程I 加入铁屑的主要作用是            ,分离得到固体的主要成分是       ,从固体中分离出铜需采用的方法是                   

(3)过程II中发生反应的化学方程式为                         

(4)过程II中调节溶液的pH为5,金属离子浓度为                   。(列式计算)

 

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(8分)

氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:

(1)氮元素原子的L层电子数为       

(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为               

(3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。

已知N2(g)+2O2(g)= N2O4 (1)           H1= -19.5kJ·mol-1 

N2H4 (1) + O2(g)= N2(g) + 2 H2O(g)       H2= -534.2kJ·mol-1

写出肼和N2O4 反应的热化学方程式                             

(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为                

 

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能正确表示下列反应的离子方程式为

A.碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钙溶液:HCO3-+OH= CO32-+ H2O

B.二氧化硫通入次氯酸钠溶液:SO+ ClO- + 2OH= SO42-+Cl-+ H2

C.硫化钡加入稀硫酸:BaS+ 2H+ = H2S↑+ Ba2+

D.新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液:Al2O3+2OH=2AlO2+H2O

 

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25时,a mol·L-1一元酸HA与b mol·L-1NaOH等体积混合后,pH为7,则下列关系一定正确的是

A.a=b    B.a>b    C.c (A-)= c(Na+)    D.c (A-)< c(Na+)

 

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