题目内容
【题目】甲烷和甲醇可以做燃料电池,具有广阔的开发和应用前景,回答下列问题。
(1)甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注.DMFC工作原理如图1所示:通入b气体的电极是原电池的_________极(填“正”“负”),其电极反应式为_________________。
(2)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图2所示。闭合K后,若每个电池甲烷用量均为0.224L(标况),且反应完全,U形管中氯化钠溶液的体积为800mL(氯化钠足量),且在电解过程中溶液体积变化忽略不计,产生的气体全部逸出,则在石墨电极a产生的气体为____________(填化学式),该气体在标况下的体积为___________。在电解后将U型管中溶液混合均匀,其pH为_______。
【答案】正 O2+4H+ + 4e-=2H2O Cl2 0.896L 13
【解析】
(1)由电子流动的方向可知,a为负极,b为正极,所以通入b气体的电极是原电池的正极。正极通入O2,O2得电子后,生成的O2-与溶液中的H+结合成H2O,其电极反应式为O2+4H+ + 4e-=2H2O;
(2)若每个电池甲烷用量均为0.224L(标况),即CH4为0.01mol,CH4中的C由-4价升高到+4价,所以1molCH4失去8mole-,共失电子0.08mol。石墨电极a与电源的正极相连,则其为阳极,产生的气体为Cl2,物质的量是0.08mol÷2=0.04mol,在标况下的体积是0.04mol×22.4L/mol=0.896L;根据方程式2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑可知生成氢氧化钠是0.08mol,则c(OH-)=,c(H+)=10-13mol/L,pH=13。
【题目】(1)Al2(SO4)3溶液加热蒸干并灼烧最终得到物质是________________(填化学式),将NaHCO3与Al2(SO4)3两者溶液混合后可做泡沫灭火剂,其原理是_____________________(用离子方程式表示)
(2)实验室溶液中常用NaOH来进行洗气和提纯。当100mL 1mol·L-1的NaOH溶液吸收标准状况下2.24LSO2时,所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为____________________________
(3)25℃时,几种离子开始沉淀时的pH如下表:
离子 | Fe2+ | Cu2+ | Mg2+ |
pH | 7.6 | 5.2 | 10.4 |
当向含相同浓度Cu2+、Mg2+、Fe2+的溶液中滴加NaOH溶液时,_____先沉淀(填离子符号),要使0.3mol·L-1硫酸铜溶液中Cu2+沉淀较为完全(当Cu2+浓度降至10-5 mol·L-1时),则应向溶液里加入氢氧化钠溶液使溶液pH为____(KspCu(OH)2=1×10-20)