题目内容

20．甲醇燃料电池（DMFC）可用于汽车、遥感通讯设备等，它的一极通入甲醇，一极通入氧气；电解质溶液是稀硫酸．电池工作时，甲醇被氧化为二氧化碳和水．下列叙述中不正确的是（　　）
A．负极的反应式为CH3OH+H2O-6e-═CO2↑+6H+
B．氧气在电极上的反应是O2+4H++4e-═2H2O
C．电池工作时，H+由正极移向负极
D．电池工作时，电子从通入甲醇的一极流出，经外电路流入通入氧气的一极

分析 甲醇燃料电池中，负极上甲醇失电子发生氧化反应，电极方程式为CH3OH+H2O-6e-═CO2↑+6H+，正极上氧气得电子发生还原反应，原电池放电时，电解质溶液中阳离子向正极移动，以此解答该题．

解答 解：A．负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极方程式为CH3OH+H2O-6e-═CO2↑+6H+，故A正确；
B．甲醇燃料电池中，电解质溶液是稀硫酸，正极上氧气得电子与氢离子结合生成水，电极反应式O2+4H++4e-═2H2O，故B正确；
C．该原电池放电时，氢离子由负极向正极移动，故C错误；
D．通入甲醇的一极为负极，通入氧气的电极为正极，电子从负极经导线流向正极，故D正确．
故选C．

点评 本题考查了原电池原理，明确元素的化合价变化、氧化还原反应与原电池反应的关系是解答本题的关系，注意电解质溶液中阴阳离子的移动方向，为易错点．

练习册系列答案
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10．有机物A、B在常温下均为气态，可按如下方法进行A、B及有关物质的一系列转化：

已知X和Y互为同分异构体，D和G互为同系物，X有银镜反应，A在标准状况下的密度为1.25g/L．
（1）写出B的结构简式：HCHO；
（2）简述银氨溶液的配制过程：在洁净的试管里加入 2%的AgNO3溶液，然后一边摇动试管，一边逐滴滴入2%的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止；
（3）写出下列化学反应的化学方程式C→D2CH3CHO+O2$\stackrel{催化剂}{→}$2CH3COOHE+G→X．HCOOH+CH3CH2OH$→_{△}^{浓硫酸}$HCOOCH2CH3+H2O．
11．醋酸是一种常见的弱酸，回答下列问题：
（1）醋酸的电离方程式是CH3COOH?CH3COO-+H+；下列哪些措施能够使醋酸溶液中$\frac{c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}$ 增大的是bd
a．升温       b．通入HCl气体     c．加入NaOH固体     d．加入NaHSO4固体
（2）向100mL0.1mol•L-1的醋酸中加入V mL0.1mol•L-1的NaOH溶液完全反应后，溶液呈中性，则V＜100mL（填“＞”，“＜”或“=”）
（3）在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中，测得某一时刻混合溶液中$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$=18，则此时溶液的pH=6（已知：CH3COOH的电离常数Ka=1.8×10-5）
（4）为测定食用醋中醋酸的含量（用每升食醋中所含醋酸的质量表示，单位：g/L），设计如下实验：a．取20ml食醋于锥形瓶中，滴加2-3滴酚酞作指示剂．b．向碱式滴定管中加入1mol•L-1的NaOH溶液，调整液面，并记下初始刻度．c．开始滴定，并记录滴定终点时碱式滴定管的刻度，重复试验2-3次．
①达到滴定终点时的现象是当最后一滴NaOH溶液滴下，锥形瓶中由无色变为粉红色，且半分钟颜色不褪去
②经过测定，消耗NaOH溶液的体积为10mL，则该食醋中醋酸的含量是30g/L．
8．根据已学知识，请你回答下列问题：
（1）写出原子序数最小的第Ⅷ族元素原子的原子结构示意图为：．
（2）写出3p轨道上有2个未成对电子的元素的符号：Si或S．
（3）该元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”，其原子的外围电子排布是4s24p4，该元素的名称是硒．
（4）第三主族的元素由于最外能层的p能级中有空轨道，故称为缺电子元素．硼酸的结构式可表示为，但硼酸溶于水后，1个硼酸分子与水作用，只能产生1个H+，请写出硼酸溶于水后溶液显酸性的离子方程式：B（OH）3+H2O?B（OH）4-+H+．
（5）已知：下列化学键的键能（KJ/mol），Si-O；460，Si-Si：175，O=O：498，则反应Si+O2=SiO2的反应的△H=-892KJ/mol
（6）写出二氧化硫和水合氢离子中硫原子，氧原子分别采用sp2和sp3杂化形式，其空间构型分别为V形和三角锥型．
（7）已知N-N，N=N，N≡N键能之比为1.00：2.17：4.90，而C-C，C=C，C≡C键能之比为1.00：1.77：2.34．用数据分析氮分子不容易发生加成反应而乙烯和乙炔容易发生加成反应的原因N≡N键能大于N-N键能的三倍，N=N的键能大于N-N的二倍，而C≡C键能小于C-C键能的三倍，C=C键能小于C-C键能的二倍．说明乙烯和乙炔中的π键不牢固，容易被试剂进攻，故易发生加成反应．而氮分子中N≡N非常牢固，不易发生加成反应．
（8）用氢键表示法表示邻羟基苯甲醛分子内氢键．
15．现有部分原子序数小于18 的元素的性质或原子结构如下表：
元素编号元素性质或原子结构
X最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性
Z最外层电子数比次外层电子数少5个电子
（1）元素X的一种同位素可测定文物年代：这种同位素的符号是146C（用元素符号表示）元素Z的离子结构示意图为．
（2）元素Y与氢元素形成一种离子，则检验溶液中存在该离子的方法是：向溶液（或待测液）中加入NaOH溶液后加热，能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明溶液中存在NH4+，反之，不存在NH4+．
（3）写出Z元素最高价氧化物对应的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式：Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O．
（4）元素X与元素Y相比，非金属性较强的是N（用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是bc．
a．常温下X的单质和Y的单质状态不同
b．Y的最高价氧化物水化物的酸性比X的最高价氧化物水化物的酸性强
c．X与Y形成的化合物中X元素呈正价态
（5）探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一．X、Y、Z三种元素的单质中化学性质明显不同于其他两种单质的是Al（用元素符号表示），理由Al为金属单质，其余为非金属单质．
5．某同学为检验某溶液中是否含有常见的四种无机离子，进行了如图所示的实验操作．其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝．由该实验能得到的正确结论是（　　）
A．原溶液中一定含有SO42-B．原溶液中一定含有NH4+
C．原溶液中一定含有Cl-D．原溶液中一定含有Fe3+
12．某烃的一种同分异构体，核磁共振氢谱测得分子中只有一个吸收峰，则该烃的分子式可能为（　　）
A．C6H14B．C7H16C．C8H18D．C9H20
9．海洋中的海带含碘丰富，某学生从海洋中提取碘的试验流程如图：

（1）灼烧时盛放海带的仪器是坩埚．
（2）上述实验过程中，不需要进行的实验操作是d（选填编号）
a、溶解  b、过滤  c、萃取  d、结晶
（3）加入氯气后，发生反应的化学方程式为（假设碘以KI形式存在）Cl2+2KI=2KCl+I2．
（4）操作④中有机溶剂选用CCl4（或汽油）（从汽油、四氯化碳、酒精中选填）．该操作使用的玻璃仪器是分液漏斗，操作后静置，可观察到的现象是溶液分为两层，上层接近无色，下层紫色（或上层紫色，下层接近无色）．
10．海藻中含有丰富的、以碘离子形式存在的碘元素．在实验室中，从海藻里提取碘的流程和实验装置如下：

（1）写出步骤④对应反应的离子方程式：Cl2+2I-=I2+2Cl-．
（2）步骤④除了加入过量Cl2，下列氧化剂最好选用B（填代号）．
A．浓硫酸         B．H2O2溶液         C．KMnO4溶液
理由是过氧化氢是绿色氧化剂，在氧化过程中不会引进杂质、不产生污染．
（3）步骤⑤中，某学生选择用苯提取碘的理由是苯与水互不相溶，碘在苯中溶解度比在水中的溶解度大．苯可作碘单质的萃取剂．
（4）设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法取少量提取的碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，观察是否出现蓝色，如果变蓝色，说明还有单质碘．

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