题目内容


以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法:

(1)酸性条件

燃料电池总反应式:CH4+2O2===CO2+2H2O                             ①

燃料电池正极反应式:O2+4H+4e===2H2O                               ②

①-②×2,得燃料电池负极反应式:____________________________________。

(2)碱性条件

燃料电池总反应式:CH4+2O2+2NaOH===Na2CO3+3H2O                   ①

燃料电池正极反应式:O2+2H2O+4e===4OH-                                             

①-②×2,得燃料电池负极反应式:______________________________________。

(3)固体电解质(高温下能传导O2)

燃料电池总反应式:CH4+2O2===CO2+2H2O                             ①

燃料电池正极反应式:O2+4e===2O2-                                                              

①-②×2,得燃料电池负极反应式:_____________________________________。

(4)熔融碳酸盐(如:熔融K2CO3)环境下

电池总反应式:CH4+2O2===CO2+2H2O                                 ①

正极电极反应式:O2+2CO2+4e===2CO                            ②

①     -②×2,得燃料电池负极反应式:____________________________________。

练习册系列答案
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根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据,实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是:将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度在30~35℃,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕后,继续保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质,抽干后,转入蒸发皿中,灼烧2小时,制得Na2CO3固体。

四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g水)表

0℃

10℃

20℃

30℃

40℃

50℃

60℃

100℃

NaCl

35.7

35.8

36.0

36.3

36.6

37.0

37.3

39.8

NH4HCO3

11.9

15.8

21.0

27.0

-①

NaHCO3

6.9

8.1

9.6

11.1

12.7

14.5

16.4

NH4Cl

29.4

33.3

37.2

41.4

45.8

50.4

55.3

77.3

①>35℃NH4HCO3会有分解

请回答:

(1)反应温度控制在30~35℃,是因为若高于35℃,则                     ,若低于30℃,则                   ;为控制此温度范围,采取的加热方法为                    

(2)加料完毕后,继续保温30分钟,目的是                            。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是                                  。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去                           杂质(以化学式表示)。

(3)过滤所得的母液中含有                         (以化学式表示),需加入           ,并作进一步处理,使NaCl溶液循环使用,同时可回收NH4Cl。

(4)测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是:准确称取纯碱样品W g,放入锥形瓶中加蒸馏水溶解,加1~2滴酚酞指示剂,用物质的量浓度为c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示CO32+H=HCO3反应的终点),所用HCl溶液体积为V1 mL,再加1~2滴甲基橙指示剂,继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙,所用HCl溶液总体积为V2 mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式:NaHCO3(%)=                        

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