题目内容

【题目】天然气的主要成分为CH4,可将CH4设计成燃料电池,来解决能源问题,装置如图所示。在标准状况下,持续通入甲烷,消耗甲烷VL。下列说法错误的是

A. 0<V≤33.6 L时,负极反应式为CH410OH-8e== CO327H2O

B. 正极反应式为O2 +4H+ +4e==2H2O

C. V=67.2 L时,电池总反应方程式可写为CH42O2NaOH== NaHCO32H2O

D. 电解质溶液中的Na+向正极移动

【答案】B

【解析】

燃料电池中,通入燃料的一端为原电池的负极,通入空气的一端为原电池的正极,nNaOH=1.5mol/L×2L=3mol,可能先后发生反应①CH4+2O2CO2+2H2O、②CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、③Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3;根据甲烷的量计算生成的二氧化碳的量,结合反应方程式判断反应产物及发生的反应。

A、当0<V33.6L时,0<nCH4)≤1.5mol,则0<nCO2)≤1.5mol,只发生反应①②,且NaOH过量,则电池总反应式为CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O,负极反应式为CH410OH-8e== CO327H2O,故选项A正确;

B、碱性燃料电池,正极反应式为2H2O +O2 +4e=4OH-,故选项B错误;

C、当V=67.2L时,nCH4=3molnCO2=3mol,则电池总反应式为CH42O2NaOH=NaHCO32H2O,故选项C正确;

D、燃料电池中,通入CH4的一端为原电池的负极,通入空气的一端为原电池的正极,Na+向正极移动,故选项D正确。

正确答案选B

练习册系列答案
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(1)可逆反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)是炼铁工业中一个重要反应,其温度与平衡常数K的关系如下表:

T/K

938

1 100

K

0.68

0.40

①写出该反应平衡常数的表达式________

②若该反应在体积固定的密闭容器中进行,在一定条件下达到平衡状态,若升高温度,混合气体的平均相对分子质量________;充入氦气,混合气体的密度________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列六种溶液的pH如下表:

溶质

CH3COONa

NaHCO3

Na2CO3

NaClO

NaCN

pH

8.8

9.7

11.6

10.3

11.1

①上述盐溶液中的阴离子,结合质子能力最强的是________

②根据表中数据判断,浓度均为0.01 mol·L-1的下列四种物质的溶液中,酸性最强的是________;将各溶液分别稀释100倍,pH变化最小的是________(填编号)。

A.HCN B.HClO

C.H2CO3 D.CH3COOH

③据上表数据,请你判断下列反应不能成立的是________(填编号)。

A.CH3COOH+Na2CO3===NaHCO3+CH3COONa

B.CH3COOH+NaCN===CH3COONa+HCN

C.CO2+H2O+2NaClO===Na2CO3+2HClO

④要增大氯水中HClO的浓度,可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液,反应的离子方程式为__________________________________

(3)已知常温下Cu(OH)2Ksp=2×10-20。又知常温下某CuSO4溶液里[Cu2+]=0.02 mol·L-1,如果要生成Cu(OH)2沉淀,则应调整溶液pH大于________;要使0.2 mol·L-1的CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全( 使Cu2+浓度降 至原来的千分之一)则应向溶液里加NaOH溶液,使溶液pH为________

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