题目内容

如图中,图1为甲烷和O2构成的燃料电池,图2为电解MgCl2溶液的装置.用该装置进行实验,反应开始后,观察到x电极附近出现白色沉淀.下列说法正确的是(  )
A、A处通入的气体为O2,B处通入的气体为CH4
B、电池内部K+向b极移动,OH-向a极移动
C、图1装置中发生的总反应为CH4+2O2═CO2+2H2O
D、图1、图2中电解质溶液的pH均增大
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:反应开始后,观察到x电极附近出现白色沉淀,说明x电极附近生成氢氧根离子,则x是阴极、y是阳极,原电池中燃料电极为负极、氧化剂所在电极为正极,属于a是负极、b是正极,负极反应式为CH4+10OH--8e-=CO+7H2O,正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-,x电极上氢离子放电生成氢气、y电极上氯离子放电生成氯气,据此分析解答.
解答: 解:反应开始后,观察到x电极附近出现白色沉淀,说明x电极附近生成氢氧根离子,则x是阴极、y是阳极,原电池中燃料电极为负极、氧化剂所在电极为正极,属于a是负极、b是正极,负极反应式为CH4+10OH--8e-=CO+7H2O,正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-,x电极上氢离子放电生成氢气、y电极上氯离子放电生成氯气,
A.通过以上分析知,B处通入的气体为O2,A处通入的气体为CH4,故A错误;
B.原电池放电时,电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动,所以电池内部K+向b极移动,OH-向a极移动,故B正确;
C.电解质溶液呈碱性,所以不能生成二氧化碳,应该生成碳酸钾,原电池总反应为CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O,故C错误;
D.图1原电池总反应为CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O,KOH参加反应导致氢氧根离子浓度减小,溶液的pH降低,故D错误;
故选B.
点评:本题考查原电池和电解池原理,侧重学生分析问题能力,注意根据反应现象确定电极名称是解本题关键,会正确书写各个电极反应式,题目难点中等.
练习册系列答案
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捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用.目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)?(NH4)2CO3(aq)△H1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)?NH4HCO3(aq)△H2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)?2NH4HCO3(aq)△H3
请回答下列问题:
(1)△H3与△H1、△H2之间的关系是:△H3=
 
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(2)反应Ⅲ的化学平衡常数表达式为
 
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(3)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度.然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图1).则:
①△H3
 
0(填“>”、“=”或“<”).
②在T1~T2及T4~T5两个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是
 
.
③反应Ⅲ在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示.当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度.请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线.
 
(4)利用反应Ⅲ捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有
 


(5)下列物质中也可以作为CO2捕获剂的是
 
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A.NH4Cl     B.Na2CO3 C.HOCH2CH2OH    D.HOCH2CH2NH2.

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