题目内容

4．由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电．
（1）①该电池的电极反应式，正极为3O2+6H2O-12e-=12OH-，负极为2CH4O+16OH--12e-=2CO32-+12H2O．
②若以该电池为电源，用石墨作电极电解200mL含有如下离子的溶液．
离子Cu2+H+Cl-SO42-
c/mol/L0.5220.5
电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相同条件下）的气体时（忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶液现象）阳极上收集到氧气的质量为0.1mol．

分析 ①甲醇燃料电池中正极上氧气得电子生成二氧化碳，甲醇在负极失电子，碱溶液中生成碳酸盐；
②电解原理：阴极上显示铜离子得电子，然后是氢离子得电子产生氢气，在阳极上是氯离子失电子的反应，产生氯气，然后是氢氧根离子失电子产生氧气，一段时间后，当两极收集到相同体积（相同条件）的气体时，根据电子守恒计算阳极上收集到氧气的物质的量．

解答 解：①燃料电池，电池的一个电极通 入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是氢氧化钠溶液，根据原电池原理，正极电极反应是O2得到电子生成氢氧根离子-：O2+2H2O+4e-=4OH-，负极电极反应：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；
故答案为：3O2+6H2O-12e-=12OH-；2CH4O+16OH--12e-=2CO32-+12H2O；
②阴极上显示铜离子得电子，Cu2++2e-=Cu，200mL0.5mol/L的铜离子得电子物质的量是0.2mol，然后是2H++2e-=H2↑，在阳极上是0.4mol氯离子失电子的反应，产生氯气0.2mol，2Cl--2e-=Cl2↑，转移电子是0.4mol，然后是氢氧根离子失电子产生氧气，4OH--4e-=O2↑+2H2O，当两极收集到相同体积（相同条件）的气体时，假设产生氧气的物质的量是x，在阳极上产生气体是（0.2+x）mol，根据电子守恒，得到0.4+4x=0.2+2（0.2+x），解得x=0.1mol，即阳极上收集到氧气的物质的量为0.1mol．
故答案为：0.1mol．

点评 本题考查电化学知识、原电池、电解池工作原理，题目难度中等，做题时注意电极的判断和电极反应的书写，注意串联电路中各电极转移的电子数目相等，利用反应的方程式计算即可，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．

练习册系列答案
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14．仪器名称为“蒸馏烧瓶”的是（　　）
A．B．C．D．
15．下列说法正确的是（　　）
A．氨水、次氯酸都属于弱电解质
B．有同种元素组成的物质一定是纯净物
C．NaHSO4在溶液中能电离出H+，所以NaHSO4是酸
D．侯氏制碱法法的工艺中应用了物质溶解度的差异
12．下列对NaHCO3采用不同标准的分类中正确的是（　　）
A．NaHCO3是碱B．NaHCO3是酸C．NaHCO3是盐D．NaHCO3是一元酸
19．已知某“84消毒液”瓶体部分标签如下所示，该“84消毒液”通常稀释100倍（体积之比）后使用．请回答下列问题：
84消毒液
【有效成分】NaClO
【规格】1000mL
【质量分数】25%
【密度】1.19g•cm-3
（1）某同学取100mL该“84消毒液”，稀释后用于消毒，稀释后的溶液中c（Na+）=0.04 mol•L-1．
（2）该同学参阅该“84消毒液”的配方，欲用NaClO固体配制80mL与所示消毒液物质的量浓度相同的消毒液，需要称量NaClO固体的质量为29.8g；所用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、量筒和100mL容量瓶、胶头滴管．
（3）“84消毒液”与稀硫酸混合使用可增强消毒能力，某消毒小组人员用98%（密度为1.84g•cm-3）的浓硫酸配制2000mL 2.3mol•L-1的稀硫酸用于增强“84消毒液”的消毒能力．
①所配制的稀硫酸中，H+的物质的量浓度为4.6mol•L-1．
②需用浓硫酸的体积为250mL．
（4）配置一定物质的量浓度的稀硫酸时，下列操作会使所配溶液物质的量浓度偏低的是BDE
A、定容时俯视容量瓶刻度线
B、用量筒量取浓硫酸时俯视刻度线
C、容量瓶用蒸馏水洗涤干净后没有干燥就移入所配置溶液
D、定容后把容量瓶倒置摇匀，发现液面低于刻度线又加水至刻度线．
E、加水时超过刻度线，用胶头滴管吸出．
9．研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用双赢的课题．
（1）CO可用于合成甲醇．在压强为0.1MPa条件下，在体积为b L的密闭容器中充入a mol CO和2a mol H2，在催化剂作用下合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图：
 （ⅰ）该反应属于放热反应（填“吸热”或“放热”）．
（ⅱ）100℃时，若一个可逆反应的平衡常数K值很大，对此反应的说法正确的是c（填序号）．
a．该反应使用催化剂意义不大
b．该反应发生将在很短的时间内完成c．该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小
d．该反应一定是放热反应
（ⅲ）在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入a mol CO、2a mol H2，达到平衡时CO的转化率增大（填“增大”、“不变”或“减小”，下同），平衡常数不变．
（ⅳ）在某温度下，向一容积不变的密闭容器中充入2.5mol CO、7.5mol H2，反应生成CH3OH（g）达到平衡时，CO的转化率为90%，此时容器内压强为开始时压强的0.55倍．
（2）某温度下，若将CO2（g）和H2（g）以体积比1：4混合，在适当压强和催化剂作用下可制得甲烷，已知：
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3kJ•mol-1
H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（l）△H=-285.8kJ•mol-1
则CO2（g）和H2（g）反应生成甲烷和液态水的热化学方程式为CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=-252.9kJ•mol-1．
16．对于相同物质的量的CH4和O2，下列说法正确的是（　　）
A．所含分子个数相等B．物质的质量相等
C．所含原子物质的量相等D．体积之比为2：1
13．在0.1mol•L-1的硫酸铵溶液中，下列关系正确的是（　　）
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C．[NH4+]]＞[SO42-]＞c（OH-）＞c（H+）D．[NH4+]]＞[SO42-]＞[H+]＞[OH-]
14．写出H2O2在Fe3+催化下发生分解反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目．

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