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2.以N2和H2为反应物、溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制成能固氮的新型燃料电池,原理如图所示.下列说法不正确的是(  )
A.b电极为负极,发生氧化反应
B.a电极发生的反应为N2+8H++6e-=2NH4+
C.A溶液中所含溶质为NH4Cl
D.当反应消耗1molN2时,则消耗的H2为67.2L

分析 以N2、H2为原料,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液构成新型燃料电池,正极发生还原反应,即氮气被还原生成NH4+,电极反应式为N2+6e-+8H+=2NH4+;负极是氢气失电子生成氢离子,电极方程式为H2-2e-=2H+,电流从正极流向负极,以此解答该题.

解答 解:A.原电池中失电子的一极为负极,则通入氢气的b极为负极,故A正确;
B.放电过程中,负极电极反应为:H2-2e-=2H+,正极电极反应N2+8H++6e-═2NH4+,故B正确;
C.根据负极电极反应为:H2-2e-=2H+,正极电极反应N2+8H++6e-═2NH4+,总反应式为N2+3H2+2H+=2NH4+,则H2为负极,A为NH4Cl,故C正确;
D.负极电极反应为:H2-2e-=2H+,正极电极反应N2+8H++6e-═2NH4+,总反应式为N2+3H2+2H+=2NH4+,当反应消耗1molN2时,则消耗的H2为3mol,在标准状况下为67.2L,没有说明是标准状况,故D错误.
故选D.

点评 本题考新型燃料电池,侧重于学生的分析能力的考查,注意根据总反应式判断出正负极的反应,从化合价变化的角度分析,难度不大.

练习册系列答案
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(1)室温下,吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32─):n(HSO3)变化关系如下表:
n(SO32─):n(HSO391:91:11:91
pH8.27.26.2
c(H+)/mol•L─16.3×10─96.3×10─86.3×10─7
①由表判断NaHSO3溶液显酸性,从原理的角度解释其原因在NaHSO3溶液中HSO3-存在HSO3-?H++SO32-和HSO3-+H2O?H2SO3+OH-两种平衡,HSO3-的电离程度大于其水解程度,故溶液呈酸性.
②在NaHSO3溶液中离子浓度关系不正确的是A(填序号).
A.c(Na+)=2c(SO32─)+c(HSO3
B.c(Na+)>c(HSO3)>c(H+)>c(SO32─)>c(OH
C.c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32─)+c(OH
D.c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3)+c(OH
③计算室温下HSO3?H++SO32─的电离平衡常数K=6.3×10-8(保留2位有效数字).
(2)NaHSO3溶液在不同的温度下均可被过量的KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,将浓度均为0.02mol•L-1 的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mL和 KIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合,记录溶液变蓝时间,实验结果如图.

①由图可知,溶液变蓝的时间随温度的变化趋势是40℃之前,温度越高,溶液变蓝所需时间越短;40℃之后,温度越高,溶液变蓝所需时间越长.
40℃之后,淀粉不适宜用作该实验的指示剂(填“适宜”或“不适宜”),原因是:温度高于40℃时,碘与淀粉的显色反应灵敏度降低(或淀粉会糊化).
②b点和c点对应的反应速率的大小关系是ν (b)<ν (c)(填“>”、“<”或“﹦”).
7.ClO2气体是一种高效、广谱、安全的杀菌消毒剂,可用NaClO3和草酸(H2C2O4)反应制得.无水草酸100℃可以升华.某学习小组用图1装置模拟工业制取收集ClO2
(1)实验时装置A需在60℃~100℃进行的原因是温度过低,化学反应速率较慢,温度过高草酸升华或分解,控制所需温度的方法是水浴加热.
(2)电动搅拌棒的作用是将反应物充分混合(或充分反应、或使反应物受热均匀).装置A中反应产物有Na2CO3、ClO2和CO2等,该反应的化学方程式为2NaClO3+H2C2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O.
(3)在装置C中ClO2和NaOH反应生成等物质的量的两种盐,其中一种盐为NaClO2,写出反应的离子方程式2ClO2+2OH-=ClO3-+ClO2-+H2O.
(4)用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)往往残留少量ClO2和一定量对人体不利的亚氯酸根离子(ClO2-).
①ClO2被I-还原为ClO2-、Cl-的转化率与溶液pH的关系如图2所示
②当pH≤2.0时,ClO2-也能被I-还原成Cl-
③2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
根据上述信息,请补充完整测定饮用水中ClO2-含量的实验方案:
取一定体积的饮用水,加入NaOH溶液调节pH为7.0~8.0;加入足量KI溶液,加2滴淀粉溶液;用标准Na2S2O3溶液滴定至终点(或蓝色褪去),记录消耗标准Na2S2O3溶液的体积;加入稀硫酸调节溶液的pH≤2.0;继续用标准Na2S2O3溶液滴定至终点,记录消耗标准Na2S2O3溶液的体积;再重复上述操作1~2次,计算得出结果.
(实验中需使用的试剂:淀粉溶液、标准Na2S2O3溶液、KI溶液、稀硫酸)

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