(16分)新型高效的甲醇燃料電池采用鉑為電極材料,兩電極上分別通入CH3OH和O2 ,電解質為KOH溶液。某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯后作為電源,進行飽和氯化鈉溶液電解實驗,如圖所示。
回答下列問題:
①甲醇燃料電池正極、負極的電極反應分別為___________________、_________________。
②閉合K開關后,a、b電極上均有氣體產生,其中a電極上得到的是___________________,電解氯化鈉溶液的總反應方程式為____________________________________________。
③若每個電池甲醇用量為3.2g,且反應完全,則理論上通過電解池的電量為__________(法拉第常數F=9.65×104 C · mol-1列式計算),最多能產生的氯氣體積為________L(標準狀況)。
④若用該裝置中的電解池精煉銅,在粗銅的電解過程中,粗銅板應是圖中電極________(填“a”或“b”);在電極b上發(fā)生的電極反應式為____________________________________。
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】
試題分析:(1)甲烷燃料電池中,通甲烷的一端為負極,發(fā)生氧化反應,即3O2+12e-+6H2O=12OH-;氧氣在正極通入發(fā)生還原反應,即2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O。
(2)a與正極相連,所以a為陽極,溶液中的氯離子在陽極放電生成氯氣,所以a上生成氯氣。H+在b電極(陰極)放電生成氫氣,同時生成NaOH,電解的總反應式 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
(3)3.2g甲醇的物質的量是0.1mol,在反應中碳元素的化合價從-2價升高到+4價失去6個電子,則共計失去6mol電子,因此理論上通過電解池的電量為×6×9.65×104 C·mol-1=5.79×104 C;每產生1mol氯氣轉移2mol電子,則共計產生0.3mol氯氣,在標準狀況下的體積為0.3mol×22.4L/mol=6.72L。
(4)粗銅精煉時,粗銅與電源的正極相連,作陽極,因此粗銅板應是圖中的a電極。電極b連接純銅,溶液中的銅離子在陰極放電,則發(fā)生的電極反應式為Cu2+-2e-=Cu。
考點:考查電化學原理的應用
科目:高中化學 來源:2015屆四川省資陽市高三一診理綜化學試卷(解析版) 題型:選擇題
水是生命之源,下列關于水的說法正確的是
A.海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等
B.某溫度下,pH=6的蒸餾水顯酸性
C.氯氣有毒,因而自來水的殺菌消毒一定不能使用氯氣
D.明礬可用于水的凈化與殺菌消毒
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科目:高中化學 來源:2015屆四川省高三(補習班)10月月考理綜化學試卷(解析版) 題型:選擇題
用NA表示阿弗加德羅常數,下列說法正確的是
A.0.2 mol H2O2完全分解轉移的電子數為0.4NA
B.300 mL 2 mol·L-1的蔗糖溶液中所含分子數為0.6NA
C.在標準狀況下,2.8g N2和2.8g CO所含電子數均為1.4NA
D.在常溫常壓下,2.24L SO2與O2混合氣體中所含氧原子數為0.2NA
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科目:高中化學 來源:2015屆四川省成都高新區(qū)高三11月統(tǒng)一檢測化學試卷(解析版) 題型:選擇題
短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數依次增大,W、X原子的最外層電子數之比為4:3,Z原子比X原子的核外電子數多4。下列說法正確的是
A.W、X、Y、Z的原子半徑大小順序可能是W>X>Y>Z
B.W、Y、Z的電負性大小順序可能是Z>W>Y
C.Y、Z形成的分子一定為極性分子
D.WY2分子中σ鍵與π鍵的數目之比是1:1,且與SiO2分子互為等電子體
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科目:高中化學 來源:2015屆四川省成都高新區(qū)高三11月統(tǒng)一檢測化學試卷(解析版) 題型:選擇題
已知33As、35Br位于同一周期。下列關系正確的是
A.原子半徑:As>Cl>P B.熱穩(wěn)定性:HCl>AsH3>HBr
C.還原性:As3->S2->Cl- D.酸性:H3AsO4>H2SO4>H3PO4
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科目:高中化學 來源:2015屆吉林省長春外國語學校高三上學期期中理綜化學試卷(解析版) 題型:選擇題
用水稀釋0.1 mol·L-1 CH3COOH時,溶液中隨著水量的增加而減小的是
A. B.
C.c(H+)和c(OH-)的乘積 D.OH-的物質的量
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科目:高中化學 來源:2015屆吉林省高三第三次月考化學試卷(解析版) 題型:填空題
(8分)KClO3和濃鹽酸在一定溫度下反應會生成黃綠色的易爆物二氧化氯。
(1)請完成該過程的化學方程式并配平。
____KClO3+____HCl(濃)===____KCl+____ClO2↑+____Cl2↑+____( )
(2)濃鹽酸在反應中顯示出來的性質是________________(填寫編號)。
①氧化性 ②還原性 ③酸性 ④堿性
(3)若反應生成0.1 mol Cl2,則轉移的電子數為__________________________。
(4)ClO2具有很強的氧化性。因此,常被用作消毒劑,其消毒的效率(以單位質量得到的電子數表示)是Cl2的______倍。(提示:Cl2和ClO2在消毒過程中均變?yōu)镃l-)
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科目:高中化學 來源:2015屆吉林省高三第三次月考化學試卷(解析版) 題型:選擇題
下列有關物質的性質與應用不相對應的是
A.明礬能水解生成Al(OH)3膠體,可用作凈水劑
B.FeCl3溶液能與Cu 反應,可用于蝕刻印刷電路
C.SO2具有氧化性,可用于漂白紙漿
D.Zn具有還原性和導電性,可用作鋅錳干電池的負極材料
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科目:高中化學 來源:2015屆吉林省吉林市高三第一次摸底考試化學試卷(解析版) 題型:選擇題
NA表示阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是
A.1molFe與足量的稀硫酸完全反應,轉移的電子數目為3NA
B.500mL 1mol/LNa2CO3溶液中,含有Na+離子數目為NA
C.常溫常壓下,11.2LO2(g)中含有O2分子數目為0.5NA
D.將1molN2和3molH2混合反應后,生成2 NA 的NH3
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