15．以熔融Li2CO3和K2CO3為電解質(zhì)，天然氣經(jīng)重整催化作用提供反應(yīng)氣的燃料電池如右圖．下列說法正確的是（　�。�
A．以此電池為電源電解精煉銅，當(dāng)有0.1 mol e-轉(zhuǎn)移時(shí)，有3.2 g銅溶解
B．若以甲烷為燃料氣時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式：CH4+5O2--8e-═CO32-+2H2O
C．該電池使用過程中需補(bǔ)充Li2CO3和K2CO3
D．空氣極發(fā)生的電極反應(yīng)式為O2+4e-+2CO2═2CO32-

分析 該燃料電池中，通入甲烷的一極為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)圖示信息知道負(fù)極電極反應(yīng)式為：H2-2e-+CO32-=CO2+H2O，通入空氣和CO2的混合氣體一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2CO2=2CO32-，
A、依據(jù)電子守恒結(jié)合電極反應(yīng)計(jì)算得到；
B、原電池的負(fù)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
C、根據(jù)得失電子守恒，分析判斷碳酸離子濃度的變化情況；
D、空氣極是氧氣得到電子，生成碳酸根離子的反應(yīng)．

解答 解：A、電解精煉銅，陰極上銅離子得到電子生成銅，電極反應(yīng)Cu2++2e-=Cu，當(dāng)電路有0.1mol e-轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成銅0.05mol，如果全部是銅放電，則溶解的銅的質(zhì)量=0.05mol×64g/mol=3.2g，粗銅有比銅更活潑的金屬首先放電，所以溶解的銅小于3.2g，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)圖示信息，通入甲烷的電極是負(fù)極，在負(fù)極上，甲烷發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即CH4+5O2--8e-═CO32-+2H2O，故B正確；
C、假設(shè)轉(zhuǎn)移4mol的電子，根據(jù)電極反應(yīng)：負(fù)極電極反應(yīng)式為：H2-2e-+CO32-=CO2+H2O，通入空氣和CO2的混合氣體一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2CO2=2CO32-，負(fù)極消耗2mol的碳酸根離子，正極產(chǎn)生2mol的碳酸根離子，所以碳酸根離子的濃度不變，無需補(bǔ)充Li2CO3和K2CO3，故C錯(cuò)誤；
D、原電池正極上的電極反應(yīng)式為O2+4e-+2CO2=2CO32-，故D正確；
故選：BD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了圖象分析判斷的方法應(yīng)用，原電池原理的分析判斷和電極反應(yīng)的分析判斷，掌握基礎(chǔ)是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

5．化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于理解化學(xué)知識(shí)，形成化學(xué)觀念，提高探究與創(chuàng)新能力，提升科學(xué)素養(yǎng)．某化學(xué)興趣小組對(duì)氯及其化合物進(jìn)行探究．
（1）漂白精廣泛用于飲用水消毒、醫(yī)院環(huán)境消毒、游泳池消毒．資料查閱：隨漂白精溶液酸性的增強(qiáng)，溶液會(huì)變?yōu)辄S綠色．出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因?yàn)镃l0-+Cl-+2H+=Cl2+H2O（用離子方程式表示）．
（2）實(shí)驗(yàn)室可用氯氣與金屬鐵反應(yīng)制備無水三氯化鐵．三氯化鐵呈棕紅色、易潮解，100℃左右時(shí)升華．某化學(xué)興趣小組利用下列裝置（有些裝置可重復(fù)使用）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備并收集無水三氯化鐵．

①儀器X的名稱為分液漏斗．
②制備三氯化鐵的反應(yīng)開始前，需排除裝置中的空氣，采取的方法是制備氯氣的反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間候，看到黃綠色氣體充滿裝置，再開始加熱硬質(zhì)玻璃管．
③實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序是a→d→e→i→h→f→g→i→h→b．
（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明FeC13的氧化性比I2強(qiáng)：在淀粉碘化鉀溶液中加入氯化鐵，溶液變藍(lán)說明氯化鐵氧化性強(qiáng)于碘．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

6．下列實(shí)驗(yàn)誤差分析錯(cuò)誤的是（　�。�
A．用潤濕的pH試紙測食鹽水的pH，測定值偏小
B．用容量瓶配制溶液，定容時(shí)俯視刻度線，所配溶液濃度偏大
C．滴定前滴定管內(nèi)無氣泡，終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)有氣泡，所取溶液體積偏小
D．中和滴定實(shí)驗(yàn)時(shí)，錐形瓶先用蒸餾水再用待測液潤洗，所測溶液濃度偏大

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

3．如圖表示在某溶液中滴加Ba（OH）2溶液時(shí)，生成的沉淀的物質(zhì)的量隨Ba（OH）2溶液的體積變化關(guān)系．該溶液的成分可能是 a（　�。�
A．Na2SO4與NaAlO2組成的混合物B．KAl（SO4）2
C．Al2（SO4）3D．NH4Al（SO4）2

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

10．某工廠的廢金屬屑中主要成分為Cu、Fe和Al，此外還含有少量Al2O3和Fe2O3，該廠用上述廢金屬屑制取新型高效水處理劑Na2FeO4（高鐵酸鈉）等產(chǎn)品，過程如下：
Ⅰ．向廢金屬屑中加入過量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后過濾；
Ⅱ．向Ⅰ所得固體中加入過量稀H2SO4，充分反應(yīng)后過濾；
Ⅲ．向Ⅱ所得固體中繼續(xù)加入熱的稀H2SO4，同時(shí)不斷鼓入空氣，固體溶解得CuSO4溶液；
Ⅳ．…
（1）步驟Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2H2O+2NaOH═2NaAlO2+3H2↑、Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O．
（2）步驟Ⅱ所得的濾液中加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，表明濾液中不存在Fe3+，用離子方程式解釋其可能的原因2Fe3++Fe=3Fe2+．
（3）步驟Ⅲ獲得CuSO4溶液的離子方程式為2Cu+O2+4H+═2Cu2++2H2O．
（4）步驟Ⅱ所得濾液經(jīng)進(jìn)一步處理可制得Na2FeO4，高鐵酸鈉（Na2FeO4）是一種多功能、高效無毒的新型綠色水處理劑．
①Na2FeO4中鐵元素的化合價(jià)是+6價(jià)，Na2FeO4具有較強(qiáng)的氧化性（填“氧化性”或“還原性”）．
②用Na2FeO4給水消毒、殺菌時(shí)得到的Fe3+可以凈水，F(xiàn)e3+凈水原因是Fe3++3H2O?4Fe（OH）3（膠體）+3H+（用離子方程式表示）．
③工業(yè)上可用FeCl3、NaOH、NaClO三種物質(zhì)在一定條件下反應(yīng)制得Na2FeO4，完成下列化學(xué)方程式：
2FeCl3+10NaOH+3NaClO═2Na2FeO4+5H2O+9NaCl．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

20．在一定條件下，N2和H2完全反應(yīng)生成1molNH3放熱46.0kJ熱量．寫出氨分解為氫氣和氮?dú)獾臒峄瘜W(xué)方程式2NH3（g）=N2（g）+3H2（g）△H=+92KJ/mol
（1）已知下列兩個(gè)熱化學(xué)方程式：H2O（l）═H2O（g）△H=+44.0kJ•mol-
C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H=-2220.0kJ•mol-1；
則0.5mol丙烷燃燒生成CO2和氣態(tài)水時(shí)釋放的熱量為1022kJ．
（2）已知：TiO2（s）+2Cl2（g）═TiCl4（l）+O2（g）△H=+140kJ•mol-1
2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=-221kJ•mol-1
寫出TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成TiCl4和CO氣體的熱化學(xué)方程式：TiO2（s）+2C（s）+2Cl2（g）═TiCl4（l）+2CO（g）△H=-81kJ•mol-1
（3）科學(xué)家已獲得了極具理論研究意義的N4分子，其結(jié)構(gòu)為正四面體（如圖所示），與白磷分子相似．已知斷裂1molN-N鍵吸收193kJ熱量，斷裂1molN≡N鍵吸收941kJ熱量，則1molN4氣體轉(zhuǎn)化為2molN2時(shí)要放出724 kJ能量
（4）有機(jī)化合物常用作燃料電池，甲烷是常用的燃料之一，若甲烷氧氣燃料電池中電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時(shí)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能．其電極反應(yīng)式分別為：負(fù)極CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
（5）在1L密閉容器中，充入amolN2和bmolH2，在一定溫度下N2+3H2?2NH3，達(dá)到平衡，容器中還剩余CmolN2，則平衡時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率是$\frac{a-c}{a}$×100%，H2的轉(zhuǎn)化率是$\frac{3（a-c）}$×100%，容器中H2的平衡濃度是（b-3a+3c）mol/L．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

7．鐵礦石是工業(yè)煉鐵的主要原料之一，其主要成分為鐵的氧化物（設(shè)雜質(zhì)中不含鐵元素和氧元素，且雜質(zhì)不與H2SO4反應(yīng)）．某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)某鐵礦石中鐵的氧化物的化學(xué)式進(jìn)行探究．

Ⅰ．鐵礦石中含氧量的測定
①按如圖組裝儀器，檢驗(yàn)裝置的氣密性；
②將10.0g鐵礦石放入硬質(zhì)玻璃管中，裝置B、C中的藥品如圖所示（夾持儀器均省略）；
③從左端導(dǎo)氣管口處不斷地緩緩?fù)ㄈ際2，待C裝置出口處H2驗(yàn)純后，點(diǎn)燃A處酒精燈；
④充分反應(yīng)后，撤掉酒精燈，再持續(xù)通入氫氣至完全冷卻．
（1）補(bǔ)全步驟①的操作檢驗(yàn)裝置的氣密性．
（2）裝置C的作用為防止空氣中的水蒸氣和CO2進(jìn)入B中，影響測定結(jié)果．
（3）測得反應(yīng)后裝置B增重2.7g，則鐵礦石中氧的質(zhì)量百分含量為24%．
Ⅱ．鐵礦石中含鐵量的測定

（1）步驟④中煮沸的作用是趕走溶液中溶解的過量的Cl2．
（2）下列有關(guān)步驟⑥的操作中說法正確的是bd．
a．滴定管用蒸餾水洗滌后可以直接裝液
b．錐形瓶不需要用待測液潤洗
c．滴定過程中，眼睛注視滴定管中液面變化
d．滴定結(jié)束后，30s內(nèi)溶液不恢復(fù)原來的顏色，再讀數(shù)
（3）若滴定過程中消耗0.5000mol•L-1的KI溶液22.50mL，則鐵礦石中鐵的質(zhì)量百分含量為70%．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

4．一種新型燃料電池，它以多孔鎳板為電極插入KOH溶液中，然后分別向兩極上通乙烷和氧氣，其電極反應(yīng)式為：C2H6+18OH--14e-═2CO32-+12H2O，2H2O+O2+4e-═4OH-，有關(guān)此電池的推斷正確的是（　�。�
A．電解質(zhì)溶液中電子向正極移動(dòng)
B．放電一段時(shí)間后，KOH的物質(zhì)的量濃度不變
C．通乙烷的電極為負(fù)極
D．參加反應(yīng)的O2和C2H6的物質(zhì)的量之比為2：7

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

5．下列各組氣體，在通常情況下能共存，并都能用濃硫酸干燥，也能用堿石灰干燥的是（　�。�
A．NH3、H2、N2B．H2、N2、O2C．CO2、Cl2、HClD．SO2、O2、H2S

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同步練習(xí)冊答案