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甲醇-空气燃料电池(DMFC)是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池,该燃料电池的电池反应式为:CH3OH(l)+O2(g) == CO2(g)+2H2O(l)。其工作原理示意图如下:

请回答下列问题:

(1)写出甲图中b、c两个入口通入的物质名称(或化学式)b       c     

(2)负极的电极反应式为                      

 (3)用该原电池电解AgNO3溶液,若Fe电极增重5.4g,则燃料电池在理论上消耗的氧气的体积为         mL(标准状况)

 

【答案】

①b 甲醇水溶液  c 氧气(2分)

(2分)③ 280 mL(2分)

【解析】(1)由于原电池中氢离子向右侧移动,所以右侧是正极,左侧是负极。因此则b通入甲醇,因此c通入氧气。

(2)负极失去电子,所以方程式为

(3)Fe电极增重5.4g,说明析出银是5.4g,则转移电子是5.4g÷108g/mol=0.05mol,所以根据电子得失守恒可知,消耗氧气是0.05mol÷4=0.0125mol,体积是0.0125mol×22.4L/mol=0.28L=280ml。

 

练习册系列答案
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(2012?丹东模拟)能源短缺是人类面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源.具有广泛的开发和应用前景.因此甲醇被称为21世纪的新型燃料.
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H=_1275.6kJ?mol-1
②H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ.mol-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式:
CH3OH(g)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ/mol
CH3OH(g)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ/mol

(2)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应A:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1
反应B:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2
取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线如图所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的△H1
0(填“>”、“<”或“=”).
②对于反应A,若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
BD
BD

A.升高温度                              B.增加CO2的量
C.充入He,使体系总压强增大             D.按原比例再充入CO2和H2
③某温度下,将4mol CO和12mol H2,充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.5mol?L-1,则该温度下该反应的平衡常数为
0.33
0.33

④.某种甲醇-空气燃料电池是采用铂作为电极,稀硫酸作电解质溶液.其工作时负极的电极反应式可表示为
CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2
CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2

(3)对燃煤烟气中的SO2、NO2设物质的量之比为1:1,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥,则该反应的化学方程式为
12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4(NH42SO4+4NH4NO3
12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4(NH42SO4+4NH4NO3

(4)在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则溶液中c(Na+)+c(H+
 c(NO3-)+c(OH-)(填写“>”“=”或“<”)

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