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.某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源.进行饱和氯化钠溶液电解实验.如图所示.回答下列问题:(1)甲烷燃料电池正极.负极的电极反应分别为 . .(2)闭合K开关后.a.b电极上均有气体产生．其中b电极上得到的是 .电解氯化钠溶液的总反应方程式为 ,(3)若每个电池� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网——

题目内容

(9分)
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。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。

回答下列问题：
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为                、               。
(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生．其中b电极上得到的是     ，电解氯化钠溶液的总反应方程式为                            ；
(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为
     （法拉第常数F=9.65×l0⁴C.mol^-1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为   L(标准状况)。

：（1）O₂+2H₂O +4e^—=4OH^—，CH₄+10OH^--8e^—=CO₃^2-+ 7H₂O；（2）H₂；2NaCl+2H₂O2NaOH+ H₂↑+ Cl₂↑；（3）（1L/22.4L.mol^-1）×8×9.65× 10⁴C.mol^-1=3.45×10⁴C；4。

解析

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如图两个电解槽中，A、B、C、D均为石墨电极。若电解过程中共有0.02mol电子通过，下列叙述中正确的是（）

A．甲烧杯中A极上最多可析出铜0.64g
B．甲烧杯中B极上电极反应式4OH^－－4e^－＝ 2H₂O+O₂↑
C．烧杯中C极上电极反应式为4H⁺+ 4e^－＝2H₂↑
D．乙烧杯中滴入酚酞试液，D极附近先变红

（l1分）物质A-E都是中学化学中常见的物质，它们可以发生如下图所示的反应，其中E是蓝色溶液。

（1）在以上反应中（用序号填空），属于氧化还原反应的是____________，属于离子反应的是____________。
（2）写出反应③的离子方程式：____________________________________________。
（3）反应⑦的速率如上图，其原因可能是________________________________。
（4）从上述框图中选取电极材料和电解质溶液组成原电池，其中正极材料是________________________。负极反应为________________________________。

(14分)为回收利用废钒催化剂(含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性残渣)，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，主要流程如下：

部分含钒物质在水中的溶解性如下：

物质	VOSO₄	V₂O₅	NH₄VO₃	(VO₂)₂SO₄
溶解性	可溶	难溶	难溶	易溶

   回答下列问题：
⑴工业由V₂O₅冶炼金属钒常用铝热剂法，写出该反应的化学方程式              。
⑵滤液中含钒的主要成分为       (写化学式)。
⑶该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一，该步反应的离子方程式                          ；沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数(NH₄Cl加入质量与料液中V₂O₅的质量比)和温度。根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为       、       。

⑷用硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液滴定(VO₂)₂SO₄溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，反应的离子方程式为□VO₂^＋＋□H₂C₂O₄＋□_____＝□VO²^＋＋□CO₂↑＋□H₂O，试将其配平。
⑸全矾液流电池的电解质溶液为VOSO₄溶液，电池的工作原理为VO₂^＋＋V²^＋＋2H^＋

VO²^＋＋H₂O＋V³^＋，电池充电时阳极的电极反应式为。

（11分)甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：

（1）若两池中均为CuSO₄溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是甲池中的________棒，乙池中的________棒。
②乙池中阳极的电极反应式是_______________________________________________ _。
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液：
①写出乙池中总反应的离子方程式__________________________________________。
②甲池中碳极上电极反应式是____________________，乙池中碳极上电极反应属于____________(填“氧化反应”或“还原反应”)。
③若乙池转移0.02 mol e^－后停止实验，该池中溶液体积是200 mL，则溶液混匀后的pH＝________。

（10分）如图是某化学兴趣小组探究不同条件下化学能转变为电能的装置。请回答下列问题：
（1）当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为稀硫酸时，正极的电极反应式为____________；负极的电极反应式为____________。
（2）当电极a为Al、电极b为Mg、电解质溶液为氢氧化钠溶液时，该装置__________(填“能”或“不能”)形成原电池。若不能，请说明理由；若能，请说明在两电极上所发生的现象：________。
（3）燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂（如O₂）反应所放出的化学能直接转化为电能。现设计一燃料电池，以电极a为正极，电极b为负极，氢气为燃料，氢氧化钠溶液为电解质溶液。则氢气应通入________(填“a”或“b”)极，正极上的电极反应式为___________。

按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：

（1）判断装置的名称：A池为          ，B池为         。
（2）锌极为        极，电极反应式为                       ；铜极为       极，电极反应式为                        ；石墨棒C₁为      极，电极反应式为                     ；石墨棒C₂附近发生的实验现象为       ，反应结束后，B池溶液的pH值       。(增大、减小、不变，忽略气体溶于水) 。
（3）当C₂极析出224 mL气体（标准状况下），锌的质量     （增加或减少）         g。

依据氧化还原反应2Ag^＋(aq)＋Cu(s)===Cu²^＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如下图所示。请回答下列问题：

(1)电极X的材料是         ，电解质溶液Y是          ；
（2）银电极为电池的       极，发生的电极反应为          ； X电极上发生的电极反应为                        。
(3)外电路中的电子是从         电极流向       电极。

防止钢铁的腐蚀是世界级难题，每年全世界钢产量的四分之一因腐蚀而损失，根据下图回答：

(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为________________________。
(2)为降低某水库的铁闸门的被腐蚀速率，可以采用图甲方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用__________。

(3)图乙所示方案也可降低铁闸门的被腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。