题目内容

Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：

阳极反应式：2CO＋2CO32-→4CO2＋4e—阴极反应式：________。

总电池反应式：________。

 

答案：
解析：

2CO2＋O2＋4e－→2CO32-

 2CO＋O2CO

 


练习册系列答案
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一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率而倍受重视．现有Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2的混合气体，制作650℃时工作的燃料电池，其电池总反应是2CO+O2═2CO2．则下列说法中正确的是（　　）
水煤气是一种高效气体燃料，其主要成分是CO和H2，可用水蒸气通过炽热的炭制得：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）△H=+131kJ?mol-1
（1）某温度下，四个容器中均进行着上述反应，各容器中炭足量，其它物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示．请填写表中相应的空格．
容器
编号		 c（H2O）
/mol?L-1		 c（CO）
/mol?L-1		 c（H2）
/mol?L-1		 v正、v逆比较
I 0.06 0.60 0.10 v正=v逆
II 0.06 0.50 0.40 ①
III 0.12 0.40 0.80 v正＜v逆
IV 0.12 0.30 ② v正=v逆
（2）另有一个容积可变的密闭容器．恒温恒压下，向其中加入1.0mol炭和1.0mol水蒸气 （H2O），发生上述反应，达到平衡时，容器的体积变为原来的1.25 倍．平衡时水蒸气的转化率为
25%
25%
；向该容器中补充 a mol 炭，水蒸气的转化率将
不变
不变
（填“增大”、“减小”、“不变”）．
（3）在一定条件下用水煤气能合成甲醇：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） 据研究，给合成甲醇反应体系中通入少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，原因是（用化学方程式表示）
Cu2O+CO2Cu+CO2
Cu2O+CO2Cu+CO2
．
（4）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，该电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，其中一极通入CO，另一极通入空气和CO2的混合气体．根据上述信息，该燃料电池：负极反应式为
2CO-4e-+2CO32-=4CO2
2CO-4e-+2CO32-=4CO2
；正极反应式为
O2+4e-+2CO2=2CO32-
O2+4e-+2CO2=2CO32-
．
（2013?无锡一模）天然气、煤炭气（CO、H2）的研究在世界上相当普遍．其中天然气和二氧化碳可合成二甲醚，二甲醚与水蒸气制氢气作为燃料电池的氢能源，比其他制氢技术更有优势．主要反应为：
①CH3OCH3（g）+H2O（g）?2CH3OH（g）；△H=37kJ?mol-1
②CH3OH（g）+H2O（g）?3H2（g）+CO2（g）；△H=49kJ?mol-1
③CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）；△H=41.3kJ?mol-1
其中反应③是主要的副反应，产生的CO对燃料电池Pt电极有不利影响．
请回答下列问题：
（1）二甲醚可以通过天然气和CO2合成制得，该反应的化学方程式为
3CH4+CO2-→2CH3OCH3
3CH4+CO2-→2CH3OCH3
．
（2）CH3OCH3（g）与水蒸气制氢气的热化学方程式为
CH3OCH3（g）+3H2O（g）?6H2（g）+2CO2（g）△H=135 kJ?mol-1
CH3OCH3（g）+3H2O（g）?6H2（g）+2CO2（g）△H=135 kJ?mol-1
．
（3）下列采取的措施和解释正确的是
ABD
ABD
（填字母）．
A．反应过程在低温进行，可减少CO的产生
B．增加进水量，有利于二甲醚的转化，并减少CO的产生
C．选择在高温具有较高活性的催化剂，有助于提高反应②CH3OH的转化率
D．体系压强升高，虽然对制取氢气不利，但能减少CO的产生
（4）煤炭气在一定条件下可合成燃料电池的另一种重要原料甲醇，反应的化学方程式为CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）；△H＜0．现将10mol CO与20mol H2置于密闭容器中，在催化剂作用下发生反应生成甲醇，CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示．
①自反应开始到达平衡状态所需的时间tA
大于
大于
tB（填“大于”“小于”或“等于”）．
②A、C两点的平衡常数KA
大于
大于
KC（填“大于”“小于”或“等于”）．
（5）某工作温度为650℃的熔融盐燃料电池，是以镍合金为电极材料，负极通入煤炭气（CO、H2），正极通入空气与CO2的混合气体，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3混合物作电解质．
请写出正极的电极反应式：
O2+4e-+2CO2═2CO32-
O2+4e-+2CO2═2CO32-
．
Ⅰ．一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料．
（1）利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍．
Ni（s）+4CO（g）Ni（CO）4（g） 该反应的△H
＜
＜
0 （选填“＞”或“=”或“＜”）．
（2）在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫．已知：
C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ?mol-1
CO2（g）+C（s）=2CO（g）△H2=+172.5kJ?mol-1
S（s）+O2（g）=SO2（g）△H3=-296.0kJ?mol-1
请写出CO除SO2的热化学方程式
2CO（g）+SO2（g）=S（s）+2CO2（g）△H3=-270kJ?mol-1
2CO（g）+SO2（g）=S（s）+2CO2（g）△H3=-270kJ?mol-1
．
（3）如图中左图是一碳酸盐燃料电池，它以CO为燃料，一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质，右图是粗铜精炼的装置图，现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验．回答下列问题：
①写出A极发生的电极反应式
CO-2e-+CO32-=2CO2
CO-2e-+CO32-=2CO2
．
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验，则B极应该与
D
D
极 （填：“C”或“D”）相连．
③当消耗2.24L（标况下）CO时，粗铜电极理论上减少铜的质量
小于
小于
（填：“大于”、“等于”或“小于”）6.4克．
Ⅱ．（1）已知Na2CrO4溶液酸化时发生的反应为：2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O，若1L酸化后所得溶液中铬元素的总物质的量为0.55mol，CrO42-有
10
11
转化为Cr2O72-．又知：常温时该反应的平衡常数K=1014．上述酸化后所得溶液的pH=
6
6
．
（2）根据有关国家标准，含CrO42-的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0×10-7mol?L-1以下才能排放．含CrO42-的废水处理通常有以下两种方法．
①沉淀法：加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp（BaCrO4）=1.2×10-10]，再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba2+．加入可溶性钡盐后的废水中Ba2+的浓度应不小于
2.4×10-4
2.4×10-4
mol?L-1，然后再进行后续处理方能达到国家排放标准．
②还原法：CrO42-
绿矾
氢离子
Cr3+
石灰水
Cr（OH）3．用该方法处理10m3 CrO42-的物质的量浓度为1.0×10-3 mol?L-1的废水，至少需要绿矾（FeSO4?7H2O，相对分子质量为278）
8.34
8.34
Kg（保留两位小数）．
精英家教网研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理及利用的方法具有重要意义．
（1）一定条件下，NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体．将体积比为1：2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是
 
（填字母）．
a．体系压强保持不变　b．混合气体颜色保持不变　c．体系中SO3的体积分数保持不变　d．每消耗1mol SO2的同时生成1mol NO测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1：6，则平衡常数K=
 
．
（2）新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2，再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应．该技术的优点除了能回收利用SO2外，还能得到一种复合肥料，该复合肥料可能的化学式为
 
（写出一种即可）．
（3）如图是MCFC燃料电池，它是以水煤气（CO、H2）为燃料，一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质．A为电池的
 
（填“正”或“负”）极，写出B极电极反应式：
 
．
（4）工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物（以NO和NO2的混合物为例）．
已知：NO不能与Na2CO3溶液反应．
NO+NO2+Na2CO3═2NaNO2+CO2
2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2
①用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物，每产生22.4L（标准状况）CO2（全部逸出）时，吸收液质量就增加44g，则混合气体中NO和NO2的体积比为
 
．
②用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物存在的缺点是
 
．

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