摘要:熔融盐燃料电池具有高的发电效率.因而受到重视.某燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)为电解质.以丁烷为燃料.以空气为氧化剂.以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极.该燃料电池负极电极反应式为:2C4H10+26CO32--52e- → 34CO2+10H2O.试回答下列问题: (1)该燃料电池的化学反应方程式为 , (2)正极电极反应式为 . (3)为了使该燃料电池长时间稳定运行.电池的电解质组成应保持稳定.为此.必须在通入的空气中加入一种物质.加入的物质是 .它来自 . (4)某学生想用该燃料电池和右图所示装置来电解饱和食盐水 ① 写出反应的离子方程式 . ② 将湿润的淀粉KI试纸放在该装置附近.发现试纸变蓝.待一段时间后又发现蓝色褪去.这是因为过量的Cl2将生成的I2氧化.若反应的Cl2和I2的物质的量之比为5:1.且生成两种酸.该反应的化学方程式为 . ③ 若电解后得到200mL 3.25mol/LNaOH溶液.则消耗C4H10 的体积在标准状况下为 mL. [解析](1)燃料电池的化学反应方程式即有机物的燃烧方程式 (2)用总化学方程式减去负极电极反应式即得正极电极反应式 (3)因为负极消耗CO32-而生成CO2.所以要保持稳定.正极需要生成CO32-.所需CO2可以由负极反应 产物提供 (4)电解饱和食盐水即电解电解质和水.据此写出离子方程式,根据氧化还原反应中化合价升降总数相 等.可以配平Cl2和I2的反应,根据串联电路中各电极得失电子数相等.电解后得到NaOH
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(1)该燃料电池的化学反应方程式为
2C4H10+13O2=8CO2+10H2O
2C4H10+13O2=8CO2+10H2O
.(2)正极电极反应式为
O2+2CO2+4e-=2CO32-或13O2+26CO2+52e-=26CO32-
O2+2CO2+4e-=2CO32-或13O2+26CO2+52e-=26CO32-
.(3)为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定.为此,必须在通入的空气中加入一种物质,加入的物质是
CO2
CO2
.(4)某学生想用该燃料电池和如图所示装置来电解饱和食盐水.
①写出该反应的离子方程式
2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-
| ||
2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-
.
| ||
②若电解后得到200mL3.25mol/LNaOH溶液,则消耗C4H10 的体积在标准状况下为
560
560
mL.熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视.某燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)为电解质,以丁烷为燃料,以空气为氧化剂,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极.该燃料电池负极电极反应式为:2C4H10+26CO32--52e-→34CO2+10H2O.试回答下列问题:
(1)该燃料电池的化学反应方程式为
(2)正极电极反应式为
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(1)该燃料电池的化学反应方程式为
2C4H10+13O2=8CO2+10H2O
2C4H10+13O2=8CO2+10H2O
;(2)正极电极反应式为
O2+2CO2+4e-→2CO32-或13O2+26CO2+52e-=26CO32-
O2+2CO2+4e-→2CO32-或13O2+26CO2+52e-=26CO32-
.水煤气是一种高效气体燃料,其主要成分是CO和H2,可用水蒸气通过炽热的炭制得:C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)△H=+131kJ?mol-1
(1)某温度下,四个容器中均进行着上述反应,各容器中炭足量,其它物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示.请填写表中相应的空格.
(2)另有一个容积可变的密闭容器.恒温恒压下,向其中加入1.0mol炭和1.0mol水蒸气 (H2O),发生上述反应,达到平衡时,容器的体积变为原来的1.25 倍.平衡时水蒸气的转化率为
(3)在一定条件下用水煤气能合成甲醇:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) 据研究,给合成甲醇反应体系中通入少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,原因是(用化学方程式表示)
(4)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,该电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,其中一极通入CO,另一极通入空气和CO2的混合气体.根据上述信息,该燃料电池:负极反应式为
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(1)某温度下,四个容器中均进行着上述反应,各容器中炭足量,其它物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示.请填写表中相应的空格.
| 容器 编号 |
c(H2O) /mol?L-1 |
c(CO) /mol?L-1 |
c(H2) /mol?L-1 |
v正、v逆比较 |
| I | 0.06 | 0.60 | 0.10 | v正=v逆 |
| II | 0.06 | 0.50 | 0.40 | ① |
| III | 0.12 | 0.40 | 0.80 | v正<v逆 |
| IV | 0.12 | 0.30 | ② | v正=v逆 |
25%
25%
;向该容器中补充 a mol 炭,水蒸气的转化率将不变
不变
(填“增大”、“减小”、“不变”).(3)在一定条件下用水煤气能合成甲醇:CO(g)+2H2(g)
Cu2O+CO
2Cu+CO2
Cu2O+CO
2Cu+CO2
.(4)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,该电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,其中一极通入CO,另一极通入空气和CO2的混合气体.根据上述信息,该燃料电池:负极反应式为
2CO-4e-+2CO32-=4CO2
2CO-4e-+2CO32-=4CO2
;正极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-
O2+4e-+2CO2=2CO32-
.