题目内容

15．有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成燃料电池．电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（　　）
A．每消耗1molCH4可以向外电路提供4mole-
B．电池放电后，溶液PH不断升高
C．负极上O2得到电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-═4OH-
D．负极上CH4失去电子，电极反应式：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O

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．

解答 解：A．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-，故A错误；
B．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，所以该电池使用一段时间后应补充KOH，故B错误；
C．通入氧气的一极为原电池的正极，得到电子发生还原反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，故C错误；
D．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D正确；
故选D．

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
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16．下列说法正确的是（　　）
A．在反应CaH2+2H2O═Ca（OH）2+2H2↑中，水作氧化剂
B．根据反应Cu+H2SO4$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$CuSO4+H2↑可推出Cu的还原性比H2的强
C．反应3NO2+H2O═2HNO3+NO中氧化剂和还原剂的物质的量之比是3：1
D．因Cl2的氧化性强于I2的氧化性，所以置换反应I2+2NaClO3═2NaIO3+Cl2不能发生
6．硫酸亚铁铵[（NH4）2S04．FeS04]是分析化学中的重要试剂：某学习小组探究其分解产物．
（1）甲组同学按照下图所示的装置进行实验，关闭止水夹，加热A中的硫酸亚铁铵固体至分解完全，检验其分解产物．

①装置B仪器名称是球形干燥管，所盛试剂是碱石灰．
②装置C中可观察到的现象是溶液由无色变红色，由此可知硫酸亚铁铵分解的产物中有NH3．
（2）乙组同学选用甲组实验中的装置A和下图所示的装置，进行实验验证硫酸亚铁铵分解的产物中还有S02和S03．

①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序（用装置字母表示）为A、DHEGF取适量固体于A中，通入N2一段时间后，关闭止水夹，再点燃酒精灯．通人N2的目的是排尽装置中的空气（或O2），防止对SO2的验证产生干扰．
②装置H中有白色沉淀，则证明分解产物中有SO3 ；能证明分解产物中有S02韵实验现象是E中无明显现象，G中出现白色沉淀
（3）丙组同学将一定量的硫酸亚铁铵在500℃时隔绝空气加热一段时间后，检验其固体产物．
设计实验证明：
①此固体产物不含二价铁：取少量固体于试管中，加稀硫酸溶解，再滴入KMnO4溶液，KMnO4溶液不褪色．．
②此固体产物只含Fe203：精确称量充分加热前后固体的质量，经过计算即可判定残留固体的成分是否全部为氧化铁．
3．把活泼金属片a和b放在盛有稀食盐水和酚酞混合液的表面皿中，构成如图所示原电池，一段时间后观察到区域I变红色，则下列叙述正确的是（　　）
A．a是原电池的负极B．b的活泼性大于a
C．无电流产生D．b 电极上有气泡产生
10．有下列微粒：①11H；②21H；③31H；④16O；⑤18O；⑥12C；⑦14C；⑧40K；⑨40Ca；⑩35Cl2；⑪37Cl2，回答以下问题（填序号）：
（1）以上11种微粒共含有11种核素，属于6种元素．
（2）互为同位素的是①②③；④⑤；⑥⑦．
（3）质量数相等的微粒是⑧⑨．
（4）形成的水分子共有12种．
20．有下列转化关系（反应条件略）：

已知：①X、Y、Z、W均为氧化物．常温下，X是红棕色气体；Y能使澄清石灰水变浑浊但不能使品红溶液褪色．②相对分子质量：甲＜乙．
③将甲的浓溶液露置在空气中一段时间，质量减小浓度降低；将乙的浓溶液露置在空气中一段时间，质量增加浓度降低．请填写下列空白：
（1）Z的化学式：H2O
（2）将乙的浓溶液露置在空气中一段时间，质量增加浓度降低，反映出乙的浓溶液具有某种性质，利用这种性质可以进行d项（填字母）实验操作
a．钝化铁片        b．检验Ba2+离子        c．干燥氨气        d．干燥氯气
（3）在X和Z的反应中，被氧化的X与被还原的X的物质的量之比是2：1
（4）W可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2，写出该反应的化学方程式SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr
（5）写出M与甲的浓溶液在加热条件下反应的化学方程式C+4HNO3（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+4NO2↑+2H2O．
7．下列说法正确的是（　　）
A．实验时酸或碱溅到眼中，应立即用水冲洗，并不断眨眼，不能用手搓揉眼睛
B．检验硫酸亚铁铵溶液中Fe2+的方法是：先滴加新制氨水后滴加KSCN溶液
C．证明钢铁吸收氧腐蚀的方法是：在镀锌铁皮上滴1～3滴含酚酞的饱和食盐水，静置1～2min，观察现象
D．因为氧化铁是一种碱性氧化物，所以常用作红色油漆和涂料
4．化学平衡原理是中学化学学习的重要内容．请回答下列问题：

（1）①己知：CH4、H2的燃烧热（△H）分别为-890.3kJ/mol、-285.8kJ/mol，则CO2和H2反应生成CH4和液态H2O的热化学方程式是CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=-252.9kJ/mol．
②图1是用Pt作电极，N2和H2的原电池．请写出正极的电极反应式N2+8H++6e-=2NH4+，电解质A是氯化铵．
（2）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用合成气制备甲醇．反应为
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．某温度下，在容积为2L的密闭容器中进行该反应，其相关数据见图2：
①从反应开始至平衡时，用CO表示化学反应速率为0.03mol/（L•min），该温度下的平衡常数为$\frac{75}{8}$．
②5min至10min时速率变化的原因可能是升高温度或使用了催化剂；
（3）①常温下，将V mL、0.1000mol/L氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.1000mol/L醋酸溶液中，充分反应（忽略溶液体积的变化）．如果溶液pH=7，此时V的取值＜20.00（填“＞”、“=”或“＜”）．
②常温下，将a mol/L的醋酸与b mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合，反应后，溶液呈中性，则醋酸的电离常数为$\frac{1{0}^{-7}b}{a-b}$（用含有a、b字母的代数式表示）．
（4）NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛．现向100mL 0.1mol•L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol•L-1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2示，分析图中3a、b、c、d、e五个点，
①b点时，溶液中发生水解反应的离子是NH4+；
②在c点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是c（Na+）＞c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）．
5．向含有0.20mol碳酸钠的溶液中逐滴滴入200mL1.5mol/L的盐酸，充分反应后，将所产生的气体收集起来，测得标况下体积为（　　）
A．3.36LB．1.12LC．2.24LD．4.48L

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