题目内容

有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池.电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则下列说法正确的是(  )
①在标准状况下,每消耗5.6L CH4可以向外电路提供2mole-
②通过甲烷电极的电极反应式为:CH4+10OH --8e-=CO32-+7H2O
③通过甲烷的电极为电池的正极,通过氧气的电极为负极
④电池放电后,溶液pH不断升高.
A、①②B、①③C、①④D、③④
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:
分析:碱性甲烷燃料电池,具有还原性的甲烷为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,通入氧气的一极为原电池的正极,发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,原电池工作时,电子从负极经外电路流向正极,电解质溶液中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,以此解答该题.
解答: 解:①通入CH4的电极为负极,电极反应为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-,则每消耗5.6L CH4,即0.25mol,可以向外电路提供2mole-,故①正确;
②通入CH4的电极为负极失电子反应氧化反应,电极反应为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,故②正确;
③通入氧气的一极为原电池的正极,通入甲烷的电极为负极,故③错误;
③电池反应式为:CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O,随着反应的进行,溶液中氢氧根离子不断减少,溶液pH不断减小,故④错误;
故选A.
点评:本题考查碱性甲烷电池的工作原理,题目难度不大,本题中注意把握电极反应式的书写,正确判断两极的化学反应,在学习中注意积累电子、电流、离子的流向.
练习册系列答案
相关题目
运用化学反应原理知识研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意义.
(1)用CO可以合成甲醇.已知:
CH3OH(g)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-764.5kJ?mol-1;
CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ?mol-1;
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ?mol-1;
则CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=
 
kJ?mol-1.
(2)下列措施中能够增大上述合成甲醇反应的反应速率的是
 
(填写序号).
a.使用高效催化剂;b.降低反应温度;c.增大体系压强;d.不断将CH3OH从反应混合物中分离出来
(3)在一定压强下,容积为VL的容器中充入a mol CO与2a mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醛,平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示.

①P1
 
P2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②100℃时,该反应的化学平衡常数K=
 
(mol?L-1)-2;
③在其它条件不变的情况下,再增加a mol CO和2a mol H2,达到新平衡时,CO的转化率
 
(填“增大”、“减小”、或“不变”)
(4)某科研小组用SO2为原料制取硫酸.
①利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触.请写出该电池的负极的电极反应式
 
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②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后电解该溶液可制得硫酸.电解原理示意图如图2所示.请写出开始时阳极反应的电极反应式
 
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