题目内容

4．燃料电池是利用燃料（如H2、CO、CH4等）跟氧气反应从而将化学能转化成电能的装置．下列关于甲烷燃料电池（NaOH溶液作电解质溶液）的说法中正确的是（　　）
A．负极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
B．放电时正极发生氧化反应，外电路中电子从正极流向负极
C．负极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
D．随着放电的进行，溶液的pH增大

分析 燃料电池是燃料跟O2（或空气）起反应将化学能转变为电能的装置，电解质溶液是强碱（如NaOH）溶液，燃料气体通入的是原电池的负极失电子发生氧化反应，氧气通入的是正极发生还原反应；负极的电极反应式为：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O，通氧气的电极为正极，正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-；总化学方程式为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，据此进行分析．

解答 解：A．通氧气的电极为正极，正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故A错误；
B．放电时正极上氧气得电子发生还原反应，外电路中电子从负极流向正极，故B错误；
C．通入甲烷的一极为负极发生氧化反应，碱性条件下甲烷失电子生成碳酸根离子和水，其电极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，故C正确；
D．甲烷燃料电池中总反应为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，原电池反应中消耗氢氧根离子，所以氢氧根离子浓度减小，则电解质溶液的pH减小，故D错误；
故选C．

点评 本题考查了燃料电池的原理，主要涉及电极名称、电极反应式的书写、电极反应的判断和应用，题目难度不大，明确原电池工作原理为解答关键，试题培养了学生了学生的分析能力及灵活应用能力．

练习册系列答案
相关题目
14．下列叙述中正确的是（　　）
A．用C8H18萃取溴水中的溴，可观察到溶液分层，上层为橙红色，下层接近无色
B．有机物一定含碳、氢元素，可能含有氧、硫等元素
C．在石油的分馏实验中，温度计的水银球插入石油中以测液体的温度
D．石油的裂化、裂解、分馏与煤的干馏均属于化学变化
15．如图是某研究性学习小组设计的对一种废旧合金各成分（含有Cu、Fe、Si三种成分）进行分离、回收再利用的工业流程图，通过该流程可将各成分转化为其单质或化合物．

已知：298 K时，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38
根据上面流程回答有关问题：
（1）加入过量FeCl3溶液过程中所涉及的离子方程式为2Fe3++Fe═3Fe2+、2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+．
（2）当试剂X为H2O2溶液时，该反应的离子方程式是2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O．
（3）试剂Y可能是BD．
A．NaOH    B．CuO    C．NH3•H2O    D．Cu2（OH）2CO3
（4）调节溶液b的pH至2.9～3.2的目的是保证Fe3+沉淀完全而其他金属阳离子不沉淀．
（5）电解溶液c可以回收铜．其阳极（石墨）的电极反应可表示为2Cl--2e-═Cl2↑．
（6）溶液c还可用于制备CuCl2•2H2O，从而实现对废液的利用．
①从溶液c获得CuCl2•2H2O的具体操作是在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥．
②测定产品中CuCl2•2H2O的质量分数方法如下：取2.000 g产品，用水溶解后，加入60.00 mL 0.4000 mol•L-1的KI溶液（足量），充分反应后加入淀粉指示剂，用0.4000 mol•L-1 Na2S2O3标准溶液滴定，耗去此标准液25.00 mL时，刚好到达滴定终点，则此产品中CuCl2•2H2O的质量分数为85.50%．（已知：2Cu2++4I-═2CuI↓+I2，I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）．
12．在一个固定体积的密闭容器中，加入2mol A和1mol B发生如下反应：2A（g）+B（g）?3C（g）+D（g），达到平衡时，C的浓度为W mol/L，若维持容器体积和温度不变，按下列四种方法改变起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为W mol/L的是（　　）
A．4molA+2molBB．1.5molC+0.5molD
C．1molB+1molDD．1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
19．对于碳原子数小于或等于 6 的烃，下列说法中正确的是（　　）
A．C2H4 的结构简式可表示为 CH2CH2
B．6 个碳原子形成的烃分子中，最多有5个C-C单键
C．C6H6 分子中，所有原子均可能在同一平面内
D．C3H6 分子中一定含有
9．钢铁工业是国民经济的重要基础产业，是国家经济水平和综合国力的重要标志，高炉炼铁是最为普遍的一种炼铁方法．
Ⅰ．已知：CO的燃烧热为283KJ•mol-1，2Fe（s）+$\frac{3}{2}$O2（g）=Fe2O3（s）△H=-825.5KJ•mol-1．
（1）反应：Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO2（g）△H=-23.5kJ/molKJ•mol-1
Ⅱ．反应$\frac{1}{3}$Fe2O3（s）+CO（g）═$\frac{2}{3}$Fe（s）+CO2（g）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反应经过l0min后达到平衡CO的平衡转化率为60%．
（2）在1000℃的平衡常数等于7．
（3）欲提高CO的平衡转化率，促进Fe2O3的转化，可采取的措施是d．
a．提高反应温度                b．增大反应体系的压强
c．选取合适的催化剂            d．及时吸收或移出部分CO2
Ⅲ．高炉炼铁产生的废气中CO可进行回收，使其在一定条件下和H2反应制备甲醇：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）．请根据图示回答下列问题：
（4）图中两条曲线分别表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO转化率随温度的变化，其中代表压强为5.0MPa的曲线是A（填“A”或“B”）
（5）该反应在进行的过程中，v正（H2）＞v逆（CO）+v正（CH2OH）（填“＞”“＜”或“=”）
（6）在不改变反应混合物用量的前提下，为了加快反应速率且提高CO的转化率，可采取的最佳措施是其他条件不变，增大压强．
（7）甲醇可与氯气构成燃料电池，该电池用多孔的惰性电极浸入浓氢氧化钾溶液，写出该电池的负极反应式：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O．
16．如果向所得的溶液中加入0.1molCu（OH）2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为0.4mol．
13．某研究小组对铁生锈进行研究

经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：
（1）上述图中的铁钉最容易生锈的是D（填序号）
（2）实验C中主要发生的是电化学腐蚀（填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”）．
（3）铁发生电化学腐蚀的负极反应式为：Fe-e-=Fe2+．
（4）根据上述实验，你认为铁发生电化学腐蚀的条件是铁接触空气和电解质溶液（铁与潮湿空气接触）．
（5）若为了防止铁钉生锈，该同学想在铁钉表面镀上一层金属，该金属最好是C（填序号）．
A．锡     B．铜      C．锌．
14．面对日益严重的资源短缺及环境污染问题，“变废为宝”成为化学发展的新方向．废旧酸性锌锰干电池经分离破碎后的锰粉含Mn02、Mn0（0H）、Zn（NH3）CL2、Fe、NH4C1和炭黑等，可用于制取Mn02高性能磁性材料MnC03，其工艺流程如下：

已知几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表：
氢氧化物Fe（OH）Fe（OH）Mn0H）2Zn（OH）2
开始沉淀的pH7.52.28.86.4
沉淀完全的pH9.53.710.88.5
回答下列问题：
（1）过滤工得到的滤渣主要成分是碳黑．
（2）滤液经氧化后加入NaOH溶液调节pH至8.5〜8.8，其目的是除去Fe3+、Zn2+．
（3）过滤Ⅱ得到的滤液中含有的阳离子主要是Mn2+、NH4+、Na+（填离子符号）．
（4）过程①中发生反应的离子方程式为Mn2++2HCO3-=MnCO3+CO2↑+H2O，对气体A和滤液B应采取的处理方法分别是CO2循环利用，用于生产NH4HCO3；滤液B中含有NH4Cl，可分离用作氮肥．
（5）过程②得到MnO2．将MnO2成悬浊液，通S02还原可得MnSO4，再加入Na2CO3或NaHCO3，也可制备MnCO3．SO2还原MnO2的化学方程式为MnO2+S02=MnSO4，向MnS04溶液中加入Na2C03或NaHC03制备MnC03时应注意的问题是边搅拌边加入Na2C03或NaHC03，并控制溶液的pH＜8.8．

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