(14分)如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题,其中乙装置中X为阳离子交换膜,丙中滴有少量的酚酞试液。
请按要求回答相关问题:
(1)甲烷燃料电池负极电极反应式是: 。
(2)石墨电极(C)的电极反应式为______________________________。
(3)若在标准状况下,有2.24 L氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体体积为___ L。
(4)铜丝a处在开始一段时间的现象为______________;原因是________________________________________________________________________。
(5)丙中以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是________。
a.电能全部转化为化学能
b.粗铜接电源正极, 发生氧化反应
c.溶液中Cu2+向阳极移动
d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(6)利用反应2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应为____________________________。
(8分)肼(N2H4)是火箭发射常用的燃料。一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。 该燃料电池的电极材料采用多孔导电材料,以提高电极反应物在电极表面的吸附量,并使它们与电解质溶液充分接触,以空气中的氧气作为氧化剂,KOH溶液作为电解质。
(1)负极上发生的电极反应为_________________;
(2)电池工作时产生的电流从_______电极经过负载后流向________电极(填“左侧”或“右侧”)。
(3)放电一段时间后,右侧溶液的pH (填“变大”或“变小”)
在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g)Y(g);
H=Q kJ·mol-1。温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( )
A.该反应进行到M点放出的热量于小进行到W点放出的热量
B.T2下,在0~t1时间内,v(Y)=mol·L-1·min-1
C.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小
在密闭容器中充入一定量的NO2,发生反应2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-57 kJ·mol-1。在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.a、c两点的反应速率:a>c
B.a、b两点NO2的转化率:a<b
C.a、c两点气体的颜色:a深,c浅
D.由a点到b点,可以用加热的方法
下图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中,a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b<d。符合上述实验结果的盐溶液是( )
选项 | X | Y |
A. | MgSO4 | CuSO4 |
B. | AgNO3 | Pb(NO3)2 |
C. | FeSO4 | Al2 (SO4)3 |
D. | CuSO4 | AgNO3 |
将Q和R加入到密闭体系中,在一定条件下发生反应3Q(s)+R(g)2W(g)。平衡时W的体积分数随温度和压强的变化如下表所示:
| 1 MPa | 2 MPa | 3 MPa |
500℃ | 45.3% |
|
|
700℃ | a | 66.7% |
|
900℃ |
|
| 73.6% |
下列说法正确的是
A.该反应的H<0
B.45.3%<a<66.7%
C.该反应的平衡常数K(900℃)>K(700℃)
D.700℃、2 MPa时R的转化率为50%