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11.有一种燃料电池,所用燃料为H2和空气,电解质为熔融的K2CO3.回答下列问题
①CO32-移向负极.
②正极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32-
③电池中CO32-的物质的量将逐渐不变(填增大、减少、不变).

分析 ①原电池中阴离子向负极移动.
②正极上氧气得电子与二氧化碳结合生成CO32-
③根据电池的总反应判断.

解答 解:①原电池中阴离子向负极移动,则CO32-移向负极;
故答案为:负;
②正极上氧气得电子与二氧化碳结合生成CO32-,则正极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32-
故答案为:O2+2CO2+4e-=2CO32-
③电池的总反应为2H2+O2=2H2O,所以电池中CO32-的物质的量不变;
故答案为:不变.

点评 本题考查了化学电源新型电池,知道正负极上得失电子及电极反应式是解本题关键,注意该电池中电解质是碳酸盐而不是酸碱,导致氢气的电极反应式中不是生成氢离子或单纯水,为易错点.

练习册系列答案
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(1)20世纪前,黑火药是世界上唯一的火箭用推进剂,黑火药是由硝酸钾、硫磺、木炭组成,黑火药爆炸的化学方程式:2KNO3+S+3C═K2S+N2↑+3CO2↑.
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②某化学兴趣小组进行了如下实验:
实验一:取适量黑火药溶于水,过滤,将滤液蒸发浓缩,冷却后慢慢加入浓硫酸,将混合液置于试管中并放入铜片,产生大量红棕色气体,写出该反应的离子方程式Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O;
实验二:取黑火药爆炸后的残留固体,加水溶解过滤,取滤液向其中滴加新制氯水至过量,一开始溶液变浑浊后又变澄清.变浑浊的物质是S(化学式表示);
设计实验方案证明该澄清液中含有Cl-取少量溶液,加过量硝酸钡溶液,取上层清液,滴入硝酸酸化的硝酸银,若出现白色沉淀,证明有Cl-
(2)1947年,研制出第二代聚硫橡胶、高氯酸铵、铝粉复合推进剂.高氯酸铵受撞击会引发剧烈爆炸,其爆炸产物有4种,2种产物是空气中的主要成分,另一种气体产物能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,写出该反应的化学方程式4NH4ClO4$\frac{\underline{\;碰撞\;}}{\;}$2N2↑+5O2↑+4HCl↑+6H2O;
(3)火箭推进剂一般都含有氮元素,含氮化合物种类丰富,科学家从化肥厂生产的硫酸铵中检出组成为N4H4(SO42的物质,该物质为易溶于水的强电解质,遇烧碱会生成N4气体,该反应的离子方程式N4H44++4OH-=N4↑+4H2O;
另一含氮化合物N4H4也是易溶于水的强电解质,和烧碱反应生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,而与盐酸反应生成的产物之一具有极强烈的爆炸性,写出该产物爆炸的化学反应方程式2HN3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H2↑+3N2↑.
3.工业上常用电解氯化亚铁的方法获得氧化剂,吸收有毒的气体.某小组同学欲探究1 mol/L FeCl2溶液的电解产物.
(1)在配制1 mol/L FeCl2溶液时,通常加入少量稀盐酸和铁粉,其原因是加酸抑制Fe2+水解,加Fe粉防止Fe2+氧化.
(2)甲同学预测电解FeCl2溶液现象:阳极和阴极分别有气泡生成.阳极的气体可能是Cl2
(3)设计实验Ⅰ验证上述猜测.实验装置和现象如下:
序号实验装置阳极实验现象阴极
实验Ⅰ
电压1.5V电解1 mol/L FeCl2溶液,pH=4.9
阳极表面没有气泡生成;阳极附近溶液逐渐变浑浊,颜色变成黄绿色;最终石墨电极表面附有少量红褐色固体.没有观察到气泡生成,铜电极表面有银灰色金属光泽的固体析出.
已知:Fe(OH)3开始沉淀时pH=1.5,完全沉淀时pH=2.8甲同学取阳极附近浑浊液于试管中,滴加KSCN溶液,没有明显变化,但是滴加少量盐酸后,溶液变成红色,说明阳极未发现Cl2生成,产物是Fe(OH)3
(4)乙同学推测阴极未产生气体的原因可能与溶液的酸性强弱有关,设计如下对比实验:电解不同pH 的1 mol/L FeCl2溶液
实验序号pH阳极阴极
是否有气泡产生湿润淀粉碘化钾试纸是否变蓝电极附近溶液颜色变化是否有气泡产生电极表面是否出现镀层
实验Ⅱ2.4未变色黄绿色,少量浑浊
实验Ⅲ-0.4未变色黄绿色,无浑浊
由实验Ⅱ、Ⅲ得出的结论是阴极在酸性较强时,H+优先于Fe2+放电.
(5)实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ均未观察到Cl2产生,乙同学继续实验探究,猜测可能是电压对实验实验的影响,设计对比实验如下:
不同电压下电解1 mol/L FeCl2溶液
实验序号电压
(V)
阳极阴极
是否有气泡产生湿润淀粉碘化钾试纸是否变蓝电极附近溶液颜色变化是否有气泡产生电极表面是否出现镀层
实验Ⅳ3未变色缓慢变成黄绿色,有浑浊少量有,约1min
实验Ⅴ6少量变蓝很快变成黄绿色,有浑浊大量有,迅速
①实验Ⅴ中阳极产生的Cl2将Fe2+氧化为Fe3+.有关反应方程式是Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl-
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(6)根据Ⅰ~Ⅴ实验探究,电解时影响离子放电顺序的因素有(写出两点):电压、溶液的酸碱性.

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