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(16分)新型高效的甲醇燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH3OH和O...

(16分)新型高效的甲醇燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH3OH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,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。

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回答下列问题:

甲醇燃料电池正极、负极的电极反应分别为___________________、_________________。

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

若每个电池甲醇用量为3.2g,且反应完全,则理论上通过电解池的电量为__________(法拉第常数F=9.65×104 C · mol-1列式计算),最多能产生的氯气体积为________L(标准状况)。

若用该装置中的电解池精炼铜,在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极________(填“a”或“b”);在电极b上发生的电极反应式为____________________________________。

 

①3O2+12e-+6H2O=12OH- 2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O ②Cl2 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ ③×6×9.65×104 C·mol-1=5.79×104 C 6.72L ④ a Cu2+-2e-=Cu 【解析】 试题分析:(1)甲烷燃料电池中,通甲烷的一端为负极,发生氧化反应,即3O2+12e-+6H2O=12OH-;氧气在正极通入发生还原反应,即2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O。 (2)a与正极相连,所以a为阳极,溶液中的氯离子在阳极放电生成氯气,所以a上生成氯气。H+在b电极(阴极)放电生成氢气,同时生成NaOH,电解的总反应式 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 (3)3.2g甲醇的物质的量是0.1mol,在反应中碳元素的化合价从-2价升高到+4价失去6个电子,则共计失去6mol电子,因此理论上通过电解池的电量为×6×9.65×104 C·mol-1=5.79×104 C;每产生1mol氯气转移2mol电子,则共计产生0.3mol氯气,在标准状况下的体积为0.3mol×22.4L/mol=6.72L。 (4)粗铜精炼时,粗铜与电源的正极相连,作阳极,因此粗铜板应是图中的a电极。电极b连接纯铜,溶液中的铜离子在阴极放电,则发生的电极反应式为Cu2+-2e-=Cu。 考点:考查电化学原理的应用  
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(16分)氯气在298 K、100 kPa时,在1 L水中可溶解0.09 mol,实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题:

(1)该反应的化学方程式为________________________________________________;

(2)估算该反应的平衡常数________________________________(列式计算);

(3)在上述平衡体系中加入少量NaCl固体,平衡将向________移动;

(4)如果增大氯气的压强,氯气在水中的溶解度将_______(填“增大”、“减小”或“不变”),平衡将向________移动。

(5)已知:H2CO3 满分5 manfen5.com HCO3 + H+ Ka1(H2CO3) = 4.45×10-7  

HCO3满分5 manfen5.com CO32- + H+  Ka2(H2CO3) = 5.61×10-11

HClO满分5 manfen5.com H+ + ClO    Ka(HClO) = 2.95×10-8

请依据以上碳酸和次氯酸的电离平衡常数,写出在下列条件下所发生反应的离子方程式:

将少量的氯气通入到过量的碳酸钠溶液中____________________________________;

(6)下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298K时的稳定状态)。则下列选项中正确的是               

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AMgI2中Mg2+与I-间的作用力小于MgF2中Mg2+与F-间的作用力

BMg与X2的反应是放热反应

C化合物的热稳定性顺序为MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2

DMgF2(s)+Br2(l)===MgBr2(s)+F2(g)  ΔH=+600 kJ·mol- 1

依上图数据写出 MgBr2(s)与 Cl2(g)反应的热化学方程式                      

 

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14分)已知A为淡黄色固体,TR为两种常见的用途很广的金属单质,D是具有磁性的黑色晶体,C是无色无味的气体,H是白色沉淀,且在潮湿空气中迅速变为灰绿色,最终变为红褐色固体。

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1)写出下列物质的化学式:D____________,R_______________;

写出下列物质的电子式A              

2)按要求写下列反应方程式:

H在潮湿空气中变成M的过程中的化学方程式:__________________;

BR反应的化学方程式:___________________________

D与盐酸反应的离子方程式:________________________

3)向沸水中加入W饱和溶液,可制得一种红褐色胶体,该反应的离子方程式为:_________。

 

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下列化合物中同分异构体数目最少的是

A.丁烷          B.丁醇          C.丁烯          D.乙酸乙酯

 

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电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72—)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应Cr2O72—+6Fe2++14H2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是

A.阳极反应为Fe-2e===Fe2+

B.电解过程中溶液pH会升高

C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成

D.电路中每转移12 mol电子,最多有2 mol Cr2O72—被还原

 

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用水稀释0.1 mol·L-1 CH3COOH时,溶液中随着水量的增加而减小的是

A.满分5 manfen5.com             B.满分5 manfen5.com     

C.c(H)和c(OH)的乘积        D.OH的物质的量

 

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