题目内容

17.用Na2CO3熔融盐作电解质,CO、O2为原料组成的新型电池的研究取得了重大突破.该电池示意图如图:负极电极反应式为2CO-4e-+2CO32-=4CO2,为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环.A物质的化学式为CO2

分析 燃料电池中,负极上燃料失电子发生氧化反应,正极上氧化剂得电子发生还原反应;将两个方程式相加即得一氧化碳燃烧方程式;根据电极反应分析即可.

解答 解:该燃料电池的总反应为:2CO+O2=2CO2,通入氧气和CO2的混合气体一极为原电池的正极,发生还原反应,电极反应式为:O2+4e-+2CO2=2CO32-,通入CO的一极为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为:2CO-4e-+2CO32-=4CO2,由电极反应可知电池工作时参加循环的物质为CO2
故答案为:2CO-4e-+2CO32-=4CO2;CO2

点评 本题考查了燃料电池的原理及其电解方程式的书写等知识点,题目难度不大,注意电解质溶液对电极反应的影响.

练习册系列答案
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4.蛇纹石可用于生产氢氧化镁,简要工艺流程如下:
Ⅰ.制取粗硫酸镁:用酸液浸泡蛇纹石矿粉,过滤;并在常温常压下结晶,制得粗硫酸镁(其中常含有少量
Fe3+、Al3+、Fe2+等杂质离子).
Ⅱ.提纯粗硫酸镁:将粗硫酸镁在酸性条件下溶解,加入适量的0.1 mol/L H2O2溶液,再调节溶液pH至7~8,并分离提纯.
Ⅲ.制取氢氧化镁:向步骤Ⅱ所得溶液中加入过量氨水.
已知:金属离子氢氧化物沉淀所需pH如下表所示:
Fe3+Al3+Fe2+Mg2+
开始沉淀时1.53.36.59.4
沉淀完全时3.75.29.712.4
(1)步骤Ⅱ中,可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是A(填字母序号).
A.MgO  B.Na2CO3  C.蒸馏水
(2)工业上,常通过测定使铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])溶液不变色所需H2O2溶液的量来确定
粗硫酸镁中Fe2+的含量.已知,测定123 g粗硫酸镁样品所消耗的0.1 mol/L H2O2溶液的体积如下表所示:
 平行测定数据平均值 
实验编号1234 
消耗H2O2溶液的体积/mL0.320.300.300.320.31
(3)工业上常以Mg2+的转化率为考察指标,确定步骤Ⅲ制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件.其中,反应温度与Mg2+转化率的关系如图所示.
①步骤Ⅲ中制备氢氧化镁反应的离子方程式为Mg2++2NH3•H2O═Mg(OH)2↓+2NH4+
②根据图中所示50℃前温度与Mg2+转化率之间的关系,可判断此反应是吸热(填“吸热”或“放热”)反应.
③图中,温度升高至50℃以上Mg2+转化率下降的可能原因是温度过高时,氨水受热分解,浓度降低,Mg2+转化率下降.
④Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数.已知:
Mg(OH)2(s)?Mg2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=c(Mg2+)•c2(OH-)=5.6×10-12
Ca(OH)2(s)?Ca2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=c(Ca2+)•c2(OH-)=4.7×10-6
若用石灰乳替代氨水,能(填“能”或“不能”)制得氢氧化镁,理由是Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可发生沉淀的转化.

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