题目内容

【题目】如图为纳米二氧化锰燃料电池,其电解质溶液呈酸性,已知(CH2O)n中碳的化合价为0价,有关该电池的说法正确的是

A. 放电过程中左侧溶液的pH降低

B. 当产生22gCO2时,理论上迁移质子的物质的量为4mol

C. 产生22gCO2时,膜左侧溶液的质量变化为:89g

D. 电子在外电路中流动方向为从a到b

【答案】C

【解析】

该装置为原电池,(CH2O)n→CO2,碳元素化合价升高,发生氧化反应:(CH2O)n -4ne-+nH2O=nCO2+4nH+,为原电池的负极;MnO2→Mn2+,锰元素化合价降低,发生还原反应:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,为原电池的正极;据以上分析解答。

该装置为原电池,(CH2O)n→CO2,碳元素化合价升高,发生氧化反应:(CH2O)n -4ne-+nH2O=nCO2+4nH+,为原电池的负极;MnO2→Mn2+,锰元素化合价降低,发生还原反应:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,为原电池的正极;

A. 放电过程为原电池,负极反应:(CH2O)n -4ne-+nH2O=nCO2+4nH+,正极反应:2MnO2+4e-+8H+=2Mn2++4H2O,根据两极反应可知,氢离子在正极消耗的多,氢离子浓度减小,溶液的pH升高,故A错误;

B. 根据负极(CH2O)n-4ne-+nH2O=nCO2+4nH+反应可知,22gCO2物质的量为0.5mol,转移电子的物质的量为2 mol,理论上迁移质子的物质的量为2 mol,故B错误;

C. 22gCO2物质的量为0.5mol,转移电子的物质的量为2 mol,膜左侧发生反应:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,转移2 mol电子,溶解MnO2的质量为87 g,同时,有2 mol氢离子通过交换膜移向该极,所以溶液的质量变化为:87+2=89g,故C正确;

D. 原电池中电子由负极经导线流向正极,该原电池中MnO2为正极,所以电子在外电路中流动方向为从b到a,故D错误;

综上所述,本题选C。

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(1)CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应为N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g) △H。几种物质的相对能量如下:

①△H=___________ kJ·mol-1。改变下列“量”,一定会引起△H发生变化的是___________(填代号)

A.温度 B.反应物浓度 C.催化剂 D.化学计量数

②有人提出上述反应可以用“Fe+”作催化剂。其总反应分两步进行:

第一步:Fe++N2O===FeO++N2;第二步:____________(写化学方程式)。

第二步步反应不影响总反应达到平衡所用时间,由此推知,第二步反应速率_____第一步反应速率(填“大于”或“等于”)。

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