题目内容
某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液,下列有关该电池的叙述不正确的是( )
A.正极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-
B.工作一段时间后,电解液中KOH的物质的量不变
C.该燃料电池的总反应方程式为:2H2+O2=2H2O
D.用该电池电解CuCl2溶液,产生2.24 L Cl2(标准状况)时,有0.1 mol电子转移
D
【解析】把释放能量的氧化还原反应:2H2+O2=2H2O通过电池反应进行就制得氢氧燃料电池。H2失去电子,在负极上被氧化,产生H+,由于电解液中有大量的OH-,所以电极反应式为:2H2-4e-+4OH-=4H2O。工作一段时间后,KOH溶液被稀释,但KOH的物质的量不变。D项,n(Cl2)=0.1 mol,转移电子0.2 mol。
Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。
[实验设计] 控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298 K或313 K(其余实验条件见下表),设计如下对比实验。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验编号 | 实验目的 | T/K | pH | c/10-3 mol·L-1 | |
H2O2 | Fe2+ | ||||
① | 为以下实验作参照 | 298 | 3 | 6.0 | 0.30 |
② | 探究温度对降解反应速率的影响 |
|
|
|
|
③ |
| 298 | 10 | 6.0 | 0.30 |
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[数据处理] 实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如上图。
(2)请根据上图实验①曲线,计算降解反应50~150 s内的反应速率:
v(p-CP)=________mol·L-1·s-1。
[解释与结论]
(3)实验①、②表明温度升高,降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小,请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因:_____________________________
(4)实验③得出的结论是:pH等于10时,________。
[思考与交流]
(5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法:________。
如图所示,p、q为直流电源的两极,A由金属单质X制成,B、C、D为铂电极,接通电源,金属X沉积于B极,同时C、D上产生气泡,试回答:
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(1)p为 极,A极发生了 反应。
(2)C为 极,可收集到 ;D为 极,可收集到 。
(3)C极的电极反应式为 。
(4)在电解过程中,测C、D两极上产生气体的体积,实验数据如下表:
时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
阴极产生气体 的体积(cm3) | 6 | 12 | 20 | 29 | 39 | 49 | 59 | 69 | 79 | 89 |
阳极产生气体 的体积(cm3) | 2 | 4 | 7 | 11 | 16 | 21 | 26 | 31 | 36 | 41 |
仔细分析以上实验数据,请说出变化的可能原因是
。
(5)当反应进行一段时间后,A、B电极附近溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)当电路中通过0.004 mol电子时,B极上沉积的金属X为0.128 g,则此金属的摩尔质量为 。