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5．被譽為改變未來世界的十大新科技之一的燃料電池具有無污染、無噪音、高效率的特點．
①已知甲烷燃料電池的總反應式為CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O，通入甲烷的這個電極是負極（填“正極”或“負極”），另一個電極上的電極反應式為：2H2O+O2+4e-=4OH-．
②隨著電池不斷放電，電解質溶液的堿性減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）．
③通常情況下，甲烷燃料電池的能量利用率大于
（填“大于”、“小于”或“等于”）甲烷燃燒的能量利用率．

分析 ①在燃料電池中，負極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應，正極上發(fā)生得電子的還原反應，結合電解質環(huán)境來書寫電極反應式即可；
②根據電池反應判斷溶液酸堿性的變化；
③根據燃料電池的特點結合能量轉化來判斷．

解答 解：①在甲烷燃料電池中，通入甲烷的電極是負極，通入氧氣的電極是正極，堿性環(huán)境下工作時正極電極反應方程式：2H2O+O2+4e-=4OH-；故答案為：負極；2H2O+O2+4e-=4OH-；
②甲烷和氧氣燃料電池進行工作時，總反應式為CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O，隨著電池不斷放電，氫氧化鉀被消耗，所以電解質溶液的堿性減小，故答案為：減�。�
③通常情況下，甲烷燃料電池的能量利用率大于甲烷燃燒的能量利用率，故答案為：大于．

點評 本題考查甲烷燃料電池的電極反應式、總方程式及應用方面的知識，難度不大．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：解答題

15．某種物質溶于水后得到的溶液中，含有Fe2+、Fe3+、SO42-、NH4+、Ba2+、CO32-離子中的某幾種．
（1）甲同學欲探究溶液的組成，進行了如下實驗：①取少量溶液于試管中，逐滴加入濃氫氧化鈉溶液，發(fā)現(xiàn)開始生成白色沉淀，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，同時伴有刺激性氣體放出；②另取少量溶液于試管中，加入足量鹽酸酸化后再滴加氯化鋇溶液，有白色沉淀生成．該溶液中一定含有的離子是Fe2+、SO42-、NH4+；寫出①中白色沉淀轉化為紅褐色沉淀的化學方程式4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3．
（2）乙同學進行如下實驗：取少量溶液于試管中，滴加幾滴硫氰酸鉀溶液，無明顯現(xiàn)象；再滴加H2O2，發(fā)現(xiàn)溶液變紅色；繼續(xù)滴加H2O2，紅色逐漸褪去且有氣泡產生．為弄清其中緣由，乙同學查閱資料知：H2O2+SCN-→SO42-+CO2↑+N2↑+H2O+H+
①該反應中，被氧化的元素為N、S，每生成lmol CO2轉移的電子數為11NA；
②根據乙同學的實驗現(xiàn)象，請判斷還原性強弱為：Fe2+＞SCN-（填＜、=或＞）；
③根據資料，乙同學提出的猜想是：H2O2將SCN-氧化使紅色逐漸褪去．請你設計一個實驗，驗證乙同學的猜想是否正確取少量褪色后的溶液于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液恢復紅色，證明乙同學推斷正確．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

16．一定量液態(tài)飽和烴的一元衍生物A，在125℃，1.01×105Pa下完全汽化后，與其體積4.5倍的氧氣混合點燃，恰好完全反應生成CO2、H2O（g），恢復到反應前的溫度、壓強，測得氣體的密度比反應前減小了$\frac{3}{14}$．試通過計算推斷A可能的化學式，并寫出A可能的結構簡式．

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科目：高中化學 來源： 題型：多選題

13．下列說法中正確的是（　　）
A．放熱反應不一定不需要加熱，但吸熱反應一定需要加熱
B．中和反應都是放熱反應
C．氫氣燃燒放出大量的熱，說明參加反應的氫氣和氧氣總能量比生成物水的總能量低
D．C與CO2反應是吸熱反應

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

20．已知反應A+B=C+D的能量變化如圖所示，下列說法正確的是（　�。�
A．該反應只有在加熱條件下才能進行
B．該反應中D的能量可能大于反應物A和B的能量之和
C．該反應為放熱反應
D．反應物的總能量高于生成物的總能量

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

10．堿式硫酸鐵[Fe（OH）SO4]是一種用于污水處理的新型高效絮凝劑．工業(yè)上利用廢鐵屑（含少量氧化鋁、氧化鐵等）生產堿式硫酸鐵的工藝流程如下：

已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表：
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Al（OH）3
開始沉淀2.37.53.4
完全沉淀3.29.74.4
回答下列問題：
（1）加入少量NaHCO3的目的是調節(jié)pH在4.4～7.5范圍內．
（2）反應Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化亞鐵離子，寫出該反應的離子方程式為2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O．
（3）實際生產中，反應Ⅱ常同時通入O2以減少NaNO2的用量，若參與反應的O2體積為11.2L（標準狀況），則相當于節(jié)約NaNO2的物質的量為2mol．
（4）堿式硫酸鐵溶于水后生成的Fe（OH）2+離子可部分水解生成Fe2（OH）42+聚合離子，該水解反應的離子方程式為2Fe（OH）2++2H2O?Fe2（OH）42++2H+．
（5）為測定含F(xiàn)e2+和Fe3+溶液中鐵元素的總含量，實驗操作如下：準確量取20.00mL溶液于帶塞錐形瓶中，加入足量H2O2，調節(jié)pH＜3，加熱除去過量H2O2；加入過量KI充分反應后，再用0.1000mol•L-1Na2S2O3標準溶液滴定至終點，消耗標準溶液20.00mL．
已知：2Fe3++2I-═2Fe2++I2 I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
若滴定前溶液中H2O2沒有除盡，所測定的鐵元素的含量將會偏高 （填“偏高”“偏低”“不變”）

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

17．過氧化鈣是重要的無機過氧化物．近年來，這種產品的用途，伴隨著應用技術的開發(fā)在迅速增多，現(xiàn)已廣泛用于化學工業(yè)和農業(yè)等方面的生產．工業(yè)上生產過氧化鈣的主要流程如圖：

已知CaO2•8H2O呈白色，微溶于水，加熱至350℃左右開始分解放出氧氣．
（1）用上述方法制取CaO2•8H2O的化學方程式是CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl；
（2）檢驗“水洗”是否合格的方法是取最后一次洗滌液少許于試管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，看是否產生白色沉淀；
（3）沉淀時常用冰水控制溫度在0℃左右，其可能原因是（寫出兩種）：①溫度低可減少過氧化氫的分解，提高過氧化氫的利用率；②該反應是放熱反應，溫度低有利于提高CaO2•8H2O產率．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

14．垃圾是放錯地方的資源，工業(yè)廢料也可以再利用．某化學興趣小組在實驗室中用廢棄的含鋁、鐵、銅的合金制取硫酸鋁溶液、硝酸銅晶體和鐵紅（Fe2O3）．實驗方案如下：

（1）濾渣B中發(fā)生反應的離子反應方程式為：2NO3-+3Cu+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，NO3-+Fe+4H+=Fe3++NO↑+2H2O；
（2）已知Fe（OH）3沉淀的pH是3～4，溶液C通過調節(jié)pH可以使Fe3+沉淀完全．下列物質中可用作調整溶液C的pH的試劑是CD（填序號）．
A、銅粉B、氨水C、氫氧化銅D、堿式碳酸銅
（3）常溫，若溶液C中金屬離子均為1mol•L-1，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20．控制pH=4，溶液中c（Fe3+）=4.0×10-8mol/L，此時Cu（OH）2無沉淀生成（填“有”或“無”）．
（4）將20mL Al2（SO4）3溶液與等物質的量濃度的Ba（OH）2溶液70mL混合，反應的離子方程為：2Al3++3SO42-+3Ba2++7OH-=3BaSO4↓+Al（OH）3↓+AlO2-+2H2O．
（5）在0.1L的混合酸溶液中，c（HNO3）=2mol•L-1，c（H2SO4）=3mol•L-1，將0.3mol的銅放入加熱充分反應后，被還原的HNO3的物質的量為0.2mol．

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科目：高中化學 來源： 題型：多選題

15．下列物質的類別與所含官能團的書寫都正確的是（　�。�
A．酚類-OHB．   羧酸-CHO
C．CH3CH=CHCH=CH2   烯烴  C=CD．CH3-O-CH3    醚類

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