题目内容
4.据报道,最近摩托罗拉(MOTOROLA)公司研发了一种由甲醇(CH3OH) 和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍,可连续使用1个月充电一次.假定放电过程中,甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32-(1)该电池正极反应式为:O2+2H2O=4OH-+4e-;
(2)甲醇在负极发生反应(填正或负),电池在放电过程中溶液的pH将降低(填降低或上升、不变);
(3)最近,又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池,其效率更高.一个电极通入空气,另一电极通入汽油蒸气.其中固体电解质是掺杂了Y2O3(Y:钇)的ZrO2(Zr:锆)固体,它在高温下能传导O2-离子(其中氧化反应发生完全).以丁烷(C4H10)代表汽油.
①电池的正极反应式为O2+4e-=2O2-.
②放电时固体电解质里的O2-离子的移动方向是向负极移动(填正或负).
③正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为13:2.
分析 (1)放电时,相当于原电池的工作原理,正极发生得电子的还原反应,负极发生失电子的氧化反应;
(2)根据电池放电的总反应方程式来计算回答;
(3)①正极上氧气得电子生成氧离子;
②放电时,电解质中阴离子向负极移动;
③放电时,总反应是丁烷燃烧的反应.
解答 解:(1)放电时,相当于原电池的工作原理,正极是氧气发生得电子的还原反应,即O2+2H2O=4OH-+4e-,负极是甲醇发生失电子的氧化反应,即CH3OH+8OH-=6H2O+CO32-+6e-,故答案为:O2+2H2O=4OH-+4e-;
(2)放电时,相当于原电池的工作原理,正极是氧气发生得电子的还原反应,即O2+2H2O=4OH-+4e-,负极是甲醇发生失电子的氧化反应,即CH3OH+8OH-=6H2O+CO32-+6e-,总反应是:3O2+2CH3OH+4OH-=6H2O+2CO32-,消耗氢氧根离子,所以电池在放电过程中溶液的pH将降低,故答案为:负;降低;
(3)①正极上氧气得电子生成氧离子,电极反应式为O2+4e-=2O2-,故答案为:O2+4e-=2O2-;
②放电时,电解质中阴离子向负极移动,所以电解质中氧离子向负极移动,故答案为:负;
③放电时,正极是氧气发生得电子的还原反应,负极是丁烷发生失电子的氧化反应,总反应是丁烷燃烧的反应,根据丁烷(C4H10)∽6.5O2,正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为13:2,故答案为:13:2.
点评 本题考查了化学电源新型电池,根据题给信息正确书写电极反应式是解本题关键,书写电极反应式时要结合电解质特点,题目难度中等.
练习册系列答案
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19.
据报道,高露洁牙膏中含有的消毒剂三氯生遇含氯自来水能生成哥罗芳(三氯甲烷),哥罗芳能导致肝病甚至癌症,已知三氯生的结构简式如图所示,有关说法正确的是( )
| A. | 三氯生的分子式为:C12H6Cl3O2 | |
| B. | 哥罗芳存在同分异构体 | |
| C. | 1mol三氯生最多能与4molNaOH溶液反应 | |
| D. | 三氯生遇FeCl3溶液显紫色 |
9.NA为阿伏加德罗常数的值.下列叙述正确的是( )
| A. | 1 L 0.2 mol•L-1硫酸铁溶液中含有的SO42-数为0.6NA | |
| B. | 60 g SiO2晶体中含有2NA个Si-O键 | |
| C. | 1L浓度为1mol•L-1的Na2CO3溶液中含有NA个CO32- | |
| D. | 25℃时,pH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.1NA |
16.工业上以碳酸锰矿为主要原料生产MnO2的工艺流程如下:

有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
请问答下列问题:
(1)酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是增大接触面积,加快反应速率(使反应更充分).
(2)酸浸后的溶液中含有Mn2+、SO42-,另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+等,其除杂过程如下:
①加入MnO2将Fe2+氧化,其离子反应方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O.
②加入CaO将溶液的pH调到5.2~6.0,其主要目的除去Fe3+,A13+.
③加入BaS,除去Cu2+、Pb2+.
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
| 氢氧化物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Pb(OH)2 | Mn(OH)2 |
| 开始沉淀的pH | 3.3 | 1.5 | 6.5 | 4.2 | 8.0 | 8.3 |
| 沉淀完全的pH | 5.2 | 3.7 | 9.7 | 6.7 | 8.8 | 9.8 |
(1)酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是增大接触面积,加快反应速率(使反应更充分).
(2)酸浸后的溶液中含有Mn2+、SO42-,另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Pb2+等,其除杂过程如下:
①加入MnO2将Fe2+氧化,其离子反应方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O.
②加入CaO将溶液的pH调到5.2~6.0,其主要目的除去Fe3+,A13+.
③加入BaS,除去Cu2+、Pb2+.
13.下列说法错误的是( )
| A. | 煤、石油、天然气是当今世界最重要的三种化石燃料 | |
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| C. | 利用生物质能就是间接利用太阳能 | |
| D. | 凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应 |