利用反应CO(g)+H2(g)+O2(g)?H2O(g)+CO2(g)设计而成的MCFS燃料电池是一种新型电池．现以该燃料电池为电源.以石墨作电极电解饱和NaCl溶液.反应装置及现象如图所示．则①M应是电源的负极,②该电解反应的化学方程式是2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑,③已知饱� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

17．

利用反应CO（g）+H₂（g）+O₂（g）?H₂O（g）+CO₂（g）设计而成的MCFS燃料电池是一种新型电池．现以该燃料电池为电源，以石墨作电极电解饱和NaCl溶液，反应装置及现象如图所示．则①M应是电源的负极（填“正”或“负”）；②该电解反应的化学方程式是2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑；③已知饱和食盐水的体积为1L，一段时间后，测得左侧试管中气体体积为11.2mL（标准状况），若电解前后溶液的体积变化忽略不计，电解后将溶液混合均匀，此时溶液的pH为11．

分析用惰性电极电解饱和食盐水阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气；溶液中水的电离被促进生成氢氧化钠；电解NaCl结束后，再电解水2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电；根据氯气和氢氧化钠的关系式计算氢氧化钠的物质的量浓度，从而得出溶液的pH．

解答解：用惰性电极电解饱和食盐水，阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气；溶液中水的电离被促进生成氢氧化钠；电解NaCl结束后，再电解水2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，根据图示1反应装置及现象可知M极连接的试管生成的气体多，应是电源的负极，
用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，同时溶液中还生成氢氧化钠，所以电池反应式为2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，
测得左侧试管中气体体积为11.2mL为氢气，设氢氧化钠的物质的量浓度是xmol/L，
2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，转移的电子       生成的氢氧化钠
                      22.4L         2mol            2mol
                     0.0112L        xmol            Xmol
x=$\frac{2mol×0.0112L}{22.4L}$=0.001mol，已知饱和食盐水的体积为1L，电解前后溶液的体积变化忽略不计，则C（H⁺）=$\frac{K{\;}_{W}}{C（OH{\;}^{-}）}$=$\frac{10{\;}^{-14}}{10{\;}^{-3}}$mol/L=10^-11mol/L，PH=-lgc（H+）=11，
故答案为：负；2NaCl+2H₂O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑； 11．

点评本题考查电解池原理、溶液的pH计算等知识，正确推断原电池正负极是解本题的关键，难点是计算溶液的pH，题目难度中等．

练习册系列答案

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7．关于氨水、氯水、双氧水和王水的说法，正确的是（　　）

	A．	氨水能导电，说明氨气是电解质
	B．	新制的氯水中存在3 种分子，4 种离子
	C．	双氧水被称为“绿色氧化剂”其还原产物为O₂
	D．	王水是浓盐酸和浓硝酸按体积比1：3 配成

8．生活中碰到的某些问题常常涉及到化学知识，下列叙述不正确的是（　　）

	A．	变质的油脂有难闻的特殊气味，是由于油脂与水发生了水解反应
	B．	家用消毒液发生器其原理是用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，制得有较强杀菌能力的消毒液
	C．	过氧乙酸可用于环境消毒，医用酒精可用于皮肤消毒，其原因均在于可以使病毒和细菌体内的蛋白质变性
	D．	家庭中不宜用铝合金容器长期存放菜、汤等食品

5．海洋是巨大的资源宝库，具有非常广阔的开发前景．
Ⅰ．从海水中提取食盐和溴的过程如下：

（1）请列举海水淡化的三种方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法．
（2）用于电解的食盐水需先除去其中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质．某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的BaCl₂（填化学式），至沉淀不再产生后，继续加入过量的Na₂CO₃和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去．经检测发现滤液中仍含有一定量的SO₄^2-，已知K_sp（BaSO₄）=1.1×10^-10、K_sp（BaCO₃）=5.1×10^-9，请分析滤液中仍含有SO₄^2-的原因是：BaSO₄和BaCO₃的K_sp相差不大，当溶液中存在大量CO₃^2-时，BaSO₄（s）会部分转化为BaCO₃（s）．将提纯后的NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H₂、Cl₂、NaOH或H₂、NaClO．
（3）步骤Ⅰ中已获得Br₂，步骤Ⅱ中又将Br₂还原为Br^-，其目的为富集溴元素．
（4）步骤Ⅱ用SO₂水溶液吸收Br₂，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为：
Br₂+SO₂+2H₂O═4H⁺+SO₄^2-+2Br^-，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是强酸对设备的严重腐蚀．
Ⅱ．按以下实验方案可从海洋动物炳海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物．

（5）下列叙述正确的是a、b、d（填序号）．
a．步骤①需要过滤装置 b．步骤②需要用到分液漏斗
c．步骤③需要用到坩埚 d．步骤④需要蒸馏装置
Ⅲ．海水淡化后剩余的浓海水经过一系列工艺流程可以获取其他产品，如Mg（OH）₂等．浓海水的主要成分如下：

离子	Na⁺	Mg²⁺	Cl^-	SO₄^2-
浓度/（g•L^-1）	63.7	28.8	144.6	46.4

（6）理论上，1L浓海水最多可得到Mg（OH）₂的质量为69.6 g．

12．下列各组稀溶液，不用其他试剂或试纸，仅利用溶液间的相互反应，不能将它们鉴别开来的是（　　）

	A．	硫酸、硫酸镁、碳酸钠、氢氧化钠		B．	硝酸钾、碳酸钠、氯化钙、氯化钡
	C．	盐酸、硫酸钠、偏铝酸钠、氢氧化钾		D．	硫酸、硫酸铝、氯化钠、氢氧化钠

2．工业上合成尿素的反应：
2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（I）+H₂O（I）△H（I）
（1）已知合成尿素的反应分两步进行：
2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）△H₁
NH₂COONH₄（s）?CO（NH₂）₂（I）+H₂O（I）△H₂
其能量变化曲线如图1所示，则△H、△H₁和△H₂由大到小的顺序为△H₂＞△H＞△H₁．
（2）在一个真空恒容密闭容器中充入CO₂和NH₃发生反应（I）合成尿素，恒定温度下混合气体中NH₃的体积分数如图2所示．
A点的正反应速率v_正（CO₂）＞B点的逆反应速率v_逆（CO₂）（填“＞”、“＜”或“=”）；CO₂的平衡转化率为75%．
（3）将一定量的氨基甲酸铵固体置于恒容真空容器中，发生反应：H₂NCOONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）．在不同温度（T₁和T₂）下，该反应达平衡状态时部分数据见下表．

温度	平衡浓度/（mol•L-1）
温度	c（NH₃）	c（CO₂）
T₁	0.1
T₂		0.1

①T₁＜ T₂ （填“＞”、“＜”或“=”）．
②下列能说明该分解反应达到平衡状态的是ac（填代号）．
a．v_生成（NH₃）=2v_消耗（CO₂）
b．密闭容器内物质的总质量不变
c．密闭容器中混合气体的密度不变
d．密闭容器中氨气的体积分数不变
（4）氨基甲酸铵极易水解成碳酸铵，酸性条件下水解更彻底．25℃时，向1L 0.1mol•L^-1的盐酸中逐渐加入氨基甲酸铵粉末至溶液呈中性（忽略溶液体积变化），共用去0.052mol氨基甲酸铵，此时溶液中几乎不含碳元素．此时溶液中c（NH₄⁺）=0.1mol/L；NH₄⁺水解平衡常数值为4×10^-9．

9．下面说法中正确的是（　　）

	A．	标有“”的包装材料可以用来包装食品
	B．	酒精消毒原理是将病毒彻底氧化
	C．	GaN中的氮和镓均属于第IIIA族元素
	D．	麦芽糖的水解产物能发生银镜反应

6．一定温度和压强下，可逆反应CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）在密闭容器中达到平衡，请回答下列问题：
①若增大H₂O（g）的浓度，则CO的转化率增大（填“增大”或“减小”）
②若降低温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应（填“放热”或“吸热”）；
③若加入催化剂，则平衡A（填字母代号）
A．不移动；B．向正反应方向移动；C．向逆反应方向移动．

12．为实现下列实验目的，下表所提供的实验仪器和试剂都会用到且都正确的是（　　）

选项	实验目的	主要仪器	试剂
A	测定中和热	量筒、温度计、酒精灯	盐酸、NaOH溶液
B	制备氢氧化铁胶体	烧杯、胶头滴管、酒精灯	饱和FeCl₃溶液
C	配制10%CuSO₄溶液100g	100ml 容量瓶、玻璃棒	胆矾
D	实验室制取、收集干燥的氨气	大试管、酒精灯	氯化铵、消石灰、无水CaCl₂

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