【題目】直接甲醇燃料電池 (DMFC) 具備低溫快速啟動(dòng)、燃料潔凈環(huán)保以及電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特性。這使得直接甲醇燃料電池(DMFC)可能成為未來便攜式電子產(chǎn)品應(yīng)用的主流。如圖以甲醇為燃料的新型電池是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖�；卮鹣铝袉栴}：

（1）如圖中的B極上的電極反應(yīng)式為______。

（2）若用上述甲醇燃料電池做電源，用惰性電極電解100mL，5mol·L-1硫酸銅溶液，當(dāng)陽(yáng)極收集到3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí)，消耗甲醇的質(zhì)量為____g，此時(shí)可向電解后的溶液中加入_____使溶液復(fù)原。請(qǐng)寫出電解硫酸銅溶液的電解反應(yīng)化學(xué)方程式____。

（3）若用上述甲醇燃料電池做電源，用石墨做電極在一定條件下電解飽和食鹽水制取NaOH。

①如圖電解池的電極a接甲醇燃料電池的_____極( 填A(yù)或B) ，寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：_____。假設(shè)電解時(shí)還產(chǎn)生一種黃綠色氣體二氧氯(ClO2)，寫出陽(yáng)極產(chǎn)生ClO2的電極反應(yīng)式_________。

②電解一段時(shí)間，當(dāng)陰極產(chǎn)生的氣體體積為224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，停止電解。通過陽(yáng)離子交換膜的陽(yáng)離子的物質(zhì)的量為_________mol。

【答案】CH3OH+O2-—6e-===CO2+4H+； 3.2g CuO或CuCO3 2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2↑ A 2Cl-—2e-═Cl2↑ 2H2O+Cl-—5e-===ClO2+4H+ 0.02mol

【解析】

（1）根據(jù)圖示，B是負(fù)極，甲醇在B極上失電子生成二氧化碳和氫離子；

（2）用惰性電極電解100mL 5mol·L-1硫酸銅溶液，陽(yáng)極生成氧氣，陰極生成銅；當(dāng)陽(yáng)極收集到3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氧氣時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.6mol；根據(jù)得失電子守恒計(jì)算消耗甲醇的質(zhì)量；當(dāng)陽(yáng)極收集到0.15mol氧氣時(shí)，陰極得到0.3molCu，根據(jù)元素守恒分析向電解后的溶液中加入的物質(zhì)；

（3）①根據(jù)鈉離子移動(dòng)方向可知a是陽(yáng)極；陽(yáng)極是氯離子失電子生成氯氣；氯離子在陽(yáng)極失電子可以產(chǎn)生ClO2；

②電解氯化鈉溶液時(shí)，陰極產(chǎn)生的氣體是氫氣。

（1）根據(jù)圖示，B是負(fù)極，甲醇在B極上失電子生成二氧化碳和氫離子，B電極反應(yīng)式是CH3OH+O2-—6e-===CO2+4H+；

（2）用惰性電極電解100mL 5mol·L-1硫酸銅溶液，陽(yáng)極生成氧氣，當(dāng)陽(yáng)極收集到3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氧氣時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.6mol；設(shè)消耗甲醇的質(zhì)量為xg，根據(jù)得失電子守恒；

CH3OH+O2-—6e-===CO2+4H+

32g 6mol

Xg 0.6mol

X=3.2g

當(dāng)陽(yáng)極收集到0.15mol氧氣時(shí)，陰極得到0.3molCu，根據(jù)元素守恒,向電解后的溶液中加入0.3molCuO可使電解后的溶液復(fù)原；

電解硫酸銅溶液的總反應(yīng)化學(xué)方程式是2CuSO4+2H2O 2H2SO4+2Cu+O2↑；

（3）根據(jù)鈉離子移動(dòng)方向可知a是陽(yáng)極，與原電池的正極相連，a接甲醇燃料電池的A極；陽(yáng)極是氯離子失電子生成氯氣，電極反應(yīng)式是2Cl-—2e-═Cl2↑；氯離子在陽(yáng)極失電子產(chǎn)生ClO2，電極反應(yīng)式是2H2O+Cl-—5e-===ClO2+4H+；

②當(dāng)陰極產(chǎn)生的氫氣體積為224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)（0.01mol）時(shí)，轉(zhuǎn)移電子0.02mol，根據(jù)電荷守恒，通過陽(yáng)離子交換膜的陽(yáng)離子的物質(zhì)的量為0.02mol。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】可逆反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)在體積固定的密閉容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是___

①單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2的同時(shí)生成2n mol NO2

②單位時(shí)間內(nèi)生成n mol O2的同時(shí)生成2n mol NO

③用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)

④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài) ⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)

⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài) ⑦混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】PH3是糧食殺蟲處理時(shí)常用的熏蒸殺蟲劑；水煤氣變換時(shí)產(chǎn)生的PH3能使催化劑中毒，必須脫除。回答下列問題：

（1）PH3通入NaClO溶液脫除PH3時(shí)，氧化產(chǎn)物是一種含氧酸且反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4：1，則該含氧酸的化學(xué)式為______。

（2）已知下列鍵能數(shù)據(jù)及P4（白磷）分子結(jié)構(gòu)：

化學(xué)鍵

P-P

H-H

P-H

鍵能/（kJmol-1）

213

436

322

則反應(yīng)4PH3（g）P4（g）+6H2（g）△H=______kJmol-1；某溫度時(shí)平衡體系中c（PH3）=0.25molL-1，c（H2）=c（P4）=0.50molL-1，則平衡常數(shù)K=______。

（3）文獻(xiàn)報(bào)道“反應(yīng)6.25CO2（g）+Fe3O4（s）+3PH3（g）=3FePO4（s）+4.5H2O（g）+6.25C（s）”是鐵觸媒中毒的主導(dǎo)反應(yīng)，其平衡常數(shù)Kp（Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)）的對(duì)數(shù)值與溫度的關(guān)系如圖所示：

①該反應(yīng)的△H______0（填“＞”“＜”或“=”）。

②圖中lgKp=______[列出用分壓p（CO2）、p（PH3）、p（H2O）表示的計(jì)算式]。

（4）反應(yīng)（CH3）3AuPH3→（CH3）AuPH3+C2H6的歷程如下：

第一步：（CH3）3AuPH3（CH3）3Au+PH3（快反應(yīng)）

第二步：（CH3）3AuC2H6+CH3Au（慢反應(yīng)）

第三步：CH3Au+PH3（CH3）AuPH3（快反應(yīng)）

①反應(yīng)的中間產(chǎn)物有PH3、______。

②第______步（填“一”“二”或“三”）反應(yīng)的活化能最大。

（5）用Cu2+、Pd2+液相脫除PH3的反應(yīng)為：PH3+2O2H3PO4，其他條件相同時(shí)溶解在溶液中O2的體積分?jǐn)?shù)、PH3的凈化效率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示：

O2的體積分?jǐn)?shù)大，PH3的凈化效率高的原因是______（用碰撞理論等說明）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】W、X、Y、Z四種短周期元素在元素周期表中的位置如圖，其中Z位于ⅦA族．下列判斷錯(cuò)誤的是

A.W的簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)比Y的氫化物的沸點(diǎn)高

B.Z的陰離子電子層結(jié)構(gòu)與氬原子的相同

C.Y元素的非金屬性比W元素的非金屬性強(qiáng)

D.W、Y可形成兩種不同的化合物

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】A、B、C、D為短周期主族元素并且原子序數(shù)依次增大，其中只有A、B、C在同一周期。A元素原子核外成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的2倍；B元素最外層有3個(gè)未成對(duì)電子；C元素核外有3對(duì)成對(duì)電子；D元素是所在周期中原子半徑最小的；E元素位于周期表的第四周期第九列。請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息，應(yīng)化學(xué)用語(yǔ)回答下列問題：

（1）A的基態(tài)原子核中核外有___種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云輪廓圖為____。D的基態(tài)原子核外有____種能量不同的電子。

（2）B的氫化物BH3的VSEPR模型為____，其分子空間構(gòu)型為_____；A、B、C三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>_____（填元素符號(hào)）。

（3）BO2-中B原子的雜化軌道類型為____；與AB-互為等電子體的分子有_____，離子有_____。（分別寫出1種）

（4）由A、C與氫形成H2A2C4分子中，1mol該分子中含有π鍵的數(shù)目為____。

（5）E元素位于元素周期表中的___區(qū)，E3+的一種配離子[E(BH3)5D]2+中，E3+的配位數(shù)為____，配位原子為____、____。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】常溫下，用0.10 mol·L-1鹽酸分別滴定20.00 mL濃度均為0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液和NaCN溶液，所得滴定曲線如右圖（忽略體積變化）。下列說法正確的是

A. 溶液中陽(yáng)離子的物質(zhì)的量濃度之和：點(diǎn)②等于點(diǎn)③

B. 點(diǎn)①所示溶液中：c(CN—)+ c(HCN)=2c(Cl—)

C. 點(diǎn)②所示溶液中：c(Na+)> c(Cl-)> c(CH3COO-)> c(CH3COOH)

D. 點(diǎn)④所示溶液中：c(Na+)+ c(CH3COOH)+ c(H+)>0.10 mol·L-1

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【題目】二氧化硫的催化氧化原理為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。在一定壓強(qiáng)下，反應(yīng)混合體系在平衡狀態(tài)時(shí)SO3的百分含量與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是

A. 反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的△H＜0

B. 在D點(diǎn)時(shí)v（正）＜v（逆）

C. 若B、C點(diǎn)的平衡常數(shù)分別為KB、KC，則KB＞KC

D. 恒溫恒壓下向平衡體系中通入氦氣，平衡向左移動(dòng)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】鉛丹(Pb3O4)可作防銹用涂料，已知鉛丹中Pb元素的化合價(jià)只有+2、+4，且+2價(jià)穩(wěn)定，+4價(jià)的Pb具有強(qiáng)氧化性，能氧化濃鹽酸生成Cl2。則下列說法不正確的是 (　　)

A. Pb3O4可表示為2PbO·PbO2

B. 可用PbO在空氣中加熱制備鉛丹，其n（氧化劑）:n（還原劑）=1:6

C. 0.1mol Pb3O4與足量的濃鹽酸反應(yīng)，生成Cl20.1 mol

D. a mol Pb3O4加強(qiáng)熱分解生成PbO，則加熱過程中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2a NA

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】以高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽）為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：

（1）焙燒過程均會(huì)產(chǎn)生SO2，用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為：___________________。

（2）“過濾”得到的濾渣中含有大量的Fe2O3。

①不添加CaO的礦粉焙燒時(shí)，其中FeS2轉(zhuǎn)化為Fe2O3時(shí)發(fā)生的化學(xué)方程式：____________。

②添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%CaO后，硫元素最終轉(zhuǎn)化為______________。（填化學(xué)式）

（3）向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，含鋁元素的物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化的離子方程式為_____________。

（4）“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應(yīng)消耗的n（Fe2O3）∶n（FeS2）=_______。

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