Question

14．熔融鹽燃料電池具有較高的發(fā)電效率，因而受到重視．某燃料電池以熔融的K₂CO₃（其中不含O^2-和HCO^-₃）為電解質(zhì)，以丁烷為燃料，以空氣為氧化劑，以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬材料為電極．該燃料電池負(fù)極電極反應(yīng)式為：2C₄H₁₀+26CO₃^2--52e^-═34CO₂+10H₂O．
試回答下列問題：
（1）該燃料電池中發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是丁烷．
（2）該燃料電池的化學(xué)反應(yīng)方程式為2C₄H₁₀+13O₂=8CO₂+10H₂O；
（3）某學(xué)生想用該燃料電池電解飽和食鹽水，寫出反應(yīng)的離子方程式2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．
（4）當(dāng)電路中通過0.26NA的電子時(shí)，消耗的氧氣的體積（標(biāo)況）為1.456L；此時(shí)電解飽和食鹽水生成的氯氣的物質(zhì)的量是0.13mol；若此時(shí)溶液體積為200ml，則生成的NaOH的物質(zhì)的量濃度為1.3mol/L．

Answer 1

分析 （1）燃料電池中發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)為負(fù)極燃料；
（2）丁烷和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水；
（3）電解飽和食鹽水時(shí)，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電；
（4）電路中通過0.26NA的電子時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等計(jì)算．

解答 解：（1）燃料電池中發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)為負(fù)極燃料，所以該燃料電池中發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是丁烷，故答案為：丁烷；
（2）該電池中，丁烷和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水，反應(yīng)方程式為：2C₄H₁₀+13O₂=8CO₂+10H₂O，
故答案為：2C₄H₁₀+13O₂=8CO₂+10H₂O；
（3）電解飽和食鹽水時(shí)，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣，同時(shí)還生成氫氧化鈉，離子方程式為：2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案為：2Cl^-+2H₂O $\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（4）電路中通過0.26NA的電子時(shí)，因?yàn)榇��?lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，所以消耗的氧氣的體積（標(biāo)況）為$\frac{0.26}{4}$×22.4=1.456L，
電解飽和食鹽水生成的氯氣的物質(zhì)的量是$\frac{0.26}{2}$=0.13mol，生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.26mol，所以NaOH的物質(zhì)的量濃度為
$\frac{0.26}{0.2}$=1.3mol/L，故答案為：1.456；0.13mol；1.3mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)及電解原理的應(yīng)用，明確電解原理及離子的放電順序、氧化還原反應(yīng)的原理，結(jié)合元素的化合價(jià)變化即可解答，題目難度中等．