题目内容
15．一种新型燃料电池，用两根金属Pt作电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入甲烷和氧气，其电极反应式为：X极：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；Y极：4H2O+2O2+8e-=8OH-．
下列关于此燃料电池的说法中，错误的是（ ）
| A． | X为负极，Y为正极 | |
| B． | 该电池工作时，X极附近溶液的碱性增强 | |
| C． | 在标准状况下，通入5.6LO2完全反应后，有1mol电子发生转移 | |
| D． | 工作一段时间后，KOH的物质的量减少 |
分析 甲烷碱性燃料电池中，负极上甲烷失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应，根据电极反应式知，X为负极、Y为正极，电池反应式为CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O，据此分析解答．
解答 解：甲烷碱性燃料电池中，负极上甲烷失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应，根据电极反应式知，X为负极、Y为正极，电池反应式为CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O，
A、根据CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O知，通入甲烷的电极是负极，即X为负极，Y为正极，故A正确；
B、该电池工作时，X极是负极，根据电极反应：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，该电极附近溶液的碱性减弱，故B错误；
C、标况下，5.6L氧气的物质的量=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，转移电子物质的量=0.25mol×4=1mol，所以有1mol电子转移，故C正确；
D、根据正极和负极反应得到总反应为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，工作一段时间后，KOH的物质的量减少，故D正确．
故选B．
点评 本题考查了燃料电池，明确得失电子与正负极的关系是解本题关键，能正确书写电池反应式并据此进行计算，题目难度不大．
练习册系列答案
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5．按所示格式填写下表：
| 原子序数 | 电子排布式 | 价层电子排布 | 周期 | 族 |
| 8 | 1s22s22p4 | 2s22p4 | 第二周期 | ⅥA |
| 24 | 1s22s22p63s23p63d54s1 | 3d54s1 | 第四周期 | ⅥB |
10．草酸（H2C2O4）是一种重要的有机化工原料．为探究草酸的性质，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，有关物质的部分性质如下表：
【实验一】根据下图提供的仪器和试剂（可重复使用），设计实验证明草酸受热分解的产物中含有CO2和CO（部分夹持仪器和加热装置省略）．
（1）用字母表示接口的正确连接顺序：a→b→c→f→g→d→e→h→i→b→c（部分装置可重复使用）．
（2）用上图提供的仪器和试剂做实验时，装置B中出现白色浑浊，也不能说明一定有CO2，请你提出改进意见：在A与B之间添加一个盛水的洗气瓶，除去草酸蒸气（或在烧瓶上连接冷凝管）．
（3）利用改进后的装置进行实验时，要先加热A（填“A”“B”“C”“D”或“E”，下同）装置，后加热E装置．
【实验二】利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”．
（4）实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需的时间来判断反应的快慢．该小组设计了如下方案．
①已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4，为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n（H2C2O4）：n（KMnO4）≥2.5（或5：2）．
②探究温度对化学反应速率影响的实验编号是Ⅱ和Ⅲ；探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是I和Ⅱ．
【实验三】H2C2O4溶液浓度的测定．
某同学取一定量草酸晶体配置成100mL溶液，取25.00mL溶液于锥形瓶中，然后用0.10mol•L-1的KMnO4标准溶液滴定该溶液，到达滴定终点时共消耗KMnO4标准溶液24.00mL．
（5）①KMnO4标准溶液应用酸式（填“酸式”或“碱式”）滴定管盛装，滴定终点时的现象是溶液变为紫红色且30s内不变色．
②该同学配制的H2C2O4溶液的物质的量浓度为0.24mol•L-1．
| 物质 | 熔点/℃ | 化学性质 |
| H2C2O4 | 189.5℃ | 二元弱酸，有毒，具有腐蚀性，易溶于水，100℃开始升华，157℃时开始分解，与浓硫酸混合加热会产生CO2、CO和H2O．草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物 |
（1）用字母表示接口的正确连接顺序：a→b→c→f→g→d→e→h→i→b→c（部分装置可重复使用）．
（2）用上图提供的仪器和试剂做实验时，装置B中出现白色浑浊，也不能说明一定有CO2，请你提出改进意见：在A与B之间添加一个盛水的洗气瓶，除去草酸蒸气（或在烧瓶上连接冷凝管）．
（3）利用改进后的装置进行实验时，要先加热A（填“A”“B”“C”“D”或“E”，下同）装置，后加热E装置．
【实验二】利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”．
（4）实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需的时间来判断反应的快慢．该小组设计了如下方案．
| 编号 | H2C2O4溶液 | 酸性KMnO4溶液 | 温度/℃ | ||
| 浓度/mol•L-1 | 体积/mL | 浓度/mol•L-1 | 体积/mL | ||
| Ⅰ | 0.10 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 25 |
| Ⅱ | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 25 |
| Ⅲ | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 50 |
②探究温度对化学反应速率影响的实验编号是Ⅱ和Ⅲ；探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是I和Ⅱ．
【实验三】H2C2O4溶液浓度的测定．
某同学取一定量草酸晶体配置成100mL溶液，取25.00mL溶液于锥形瓶中，然后用0.10mol•L-1的KMnO4标准溶液滴定该溶液，到达滴定终点时共消耗KMnO4标准溶液24.00mL．
（5）①KMnO4标准溶液应用酸式（填“酸式”或“碱式”）滴定管盛装，滴定终点时的现象是溶液变为紫红色且30s内不变色．
②该同学配制的H2C2O4溶液的物质的量浓度为0.24mol•L-1．
如图中的实验装置可用于制取乙炔．请填空：
7．
W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示．已知W的一种核素的质量数为14，中子数为7；X的离子与NH4+具有相同的质子、电子数目；W与Y的氧化物均能导致酸雨的形成；Z的非金属性在同周期主族元素中最强．
（1）Y在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族．
（2）还有一种离子与NH4+具有相同的质子、电子数目，该离子的化学式为H3O+．
（3）X3W遇水可释放出使酚酞溶液变红的气体A，化学方程式是Na3N+3H2O=NH3↑+3NaOH．
（4）已知W的单质与气体B在一定条件下可形成气体A，即：
W2（g）+3B（g）?2A（g）△H=-92.4 kJ?mol-1
在某温度时，一个容积固定的密闭容器中，发生上述反应．在不同时间测定的容器内各物质的浓度如下表：
①W2的平均反应速率v（0min～10min）/v（10min～20min）=$\frac{1}{2}$；
②反应在第10min改变了反应条件，改变的条件可能是ab；
a．更新了催化剂 b．升高温度 c．增大压强 d．增加B的浓度．
W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示．已知W的一种核素的质量数为14，中子数为7；X的离子与NH4+具有相同的质子、电子数目；W与Y的氧化物均能导致酸雨的形成；Z的非金属性在同周期主族元素中最强．（1）Y在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族．
（2）还有一种离子与NH4+具有相同的质子、电子数目，该离子的化学式为H3O+．
（3）X3W遇水可释放出使酚酞溶液变红的气体A，化学方程式是Na3N+3H2O=NH3↑+3NaOH．
（4）已知W的单质与气体B在一定条件下可形成气体A，即：
W2（g）+3B（g）?2A（g）△H=-92.4 kJ?mol-1
在某温度时，一个容积固定的密闭容器中，发生上述反应．在不同时间测定的容器内各物质的浓度如下表：
| 时间 | 浓度（mol/L） | ||
| c（W2） | c（B） | c（A） | |
| 第0 min | 4.0 | 9.0 | 0 |
| 第10min | 3.8 | 8.4 | 0.4 |
| 第20min | 3.4 | 7.2 | 1.2 |
| 第30min | 3.4 | 7.2 | 1.2 |
| 第40min | 3.6 | 7.8 | 0.8 |
②反应在第10min改变了反应条件，改变的条件可能是ab；
a．更新了催化剂 b．升高温度 c．增大压强 d．增加B的浓度．
4．下列五种有色溶液与SO2作用均能褪色，其实质相同的是（ ）
①品红溶液 ②酸性KMnO4 ③溴水 ④滴有酚酞的NaOH ⑤含I2的淀粉溶液．
①品红溶液 ②酸性KMnO4 ③溴水 ④滴有酚酞的NaOH ⑤含I2的淀粉溶液．
| A． | ①④ | B． | ①②③ | C． | ②③⑤ | D． | ③⑤ |
