题目内容
【题目】如图所示，A为新型高效的甲烷燃料电池，采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。B为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，C、D为电解槽，其电极材料、电解质溶液见图。
（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应式分别为____；____。
（2）关闭K1，打开K2，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向d端移动，则电源a端为___极，通电一段时间后，观察到滤纸c端出现的现象是_____。
（3）已知C装置中溶液为AgNO3溶液，D装置的溶液为Cu(NO3)2溶液，打开K1，关闭K2，通电一段时间后，D装置中Cu极的电极反应式为____，C装置中总反应的离子方程式为___。
（4）若C装置中AgNO3溶液足量，且溶液体积为1L，电解一段时间后，C装置中产生O2的体积为0.56 L(标准状况下)，则电路通过的电子的物质的量为___，溶液的pH为___(忽略溶液体积变化)。
【答案】2O2＋4H2O＋8e－＝8OH－ CH4＋10OH－－8e－＝CO32-＋7H2O 负 变红色 Cu－2e－＝Cu2＋ 4Ag＋+2H2O
4Ag＋O2↑＋4H+ 0.1mol 1
【解析】
(1)燃料电池中，燃料电极为负极，负极上燃料失电子发生氧化反应，氧化剂电极为正极，正极上氧化剂得电子发生还原反应；
(2)关闭K1，打开K2，为电解饱和食盐水装置，通电后，B的KMnO4紫红色液滴向d端移动，根据电解池工作原理，阴离子向阳极移动判断电源的正负极并判断反应现象；
(3)打开K1，关闭K2，为电解硝酸银和硝酸铜的串联电路，结合电解原理分析解答；
(4)根据(3)的分析，结合电子得失电子守恒分析计算。
(1)甲烷燃料电池中通入甲烷的电极为负极，通入氧气的电极为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极方程式为：2O2＋4H2O＋8e－＝8OH－；负极上甲烷发生氧化反应，电极方程式为：CH4＋10OH－－8e－＝CO32-＋7H2O，故答案为：2O2＋4H2O＋8e－＝8OH－；CH4＋10OH－－8e－＝CO32-＋7H2O；
(2)根据题意，KMnO4紫红色液滴向d端移动，说明高锰酸根离子向d端移动，可推出d极为阳极，进一步可确定电源a端为负极，b端为正极，滤纸c端为阴极，通电一段时间后，滤纸c端发生反应为2H++2e-=H2↑，c端附近溶液显碱性，滴加酚酞呈红色，故答案为：负；变红色；
(3)打开K1，关闭K2，为电解硝酸银和硝酸铜的串联电路，D装置中Cu极连接电源的正极，为电解池的阳极，发生氧化反应，电极方程式为Cu-2e-=Cu2+；C装置中右端Pt电极为阳极，氢氧根离子放电生成氧气，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，左端Pt电极为阴极，银离子放电生成银，电极反应式为Ag ++e-= Ag，电解总反应为4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+，故答案为：Cu-2e-=Cu2+；4Ag++2H2O4Ag+O2↑+4H+；
(4)C装置中产生标准状况下O2的体积为0.56L，则转移电子数为
×4=0.1mol，C装置中总反应方程式为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3，则生成氢离子为0.1mol，又溶液体积为1L，所以氢离子浓度为0.1mol/L，pH为1，故答案为：0.1mol；1。
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【题目】在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：
物质 | X | Y | Z |
初始浓度/mol·L-1 | 0.1 | 0.2 | 0 |
平衡浓度/mol·L-1 | 0.05 | 0.05 | 0.1 |
下列说法错误的是：
A. 反应达到平衡时，X的转化率为50％ B. 反应可表示为X+3Y
2Z，其平衡常数为1600 C. 增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大 D. 改变温度可以改变此反应的平衡常数
