题目内容

20．以甲烷为燃料的新型电池得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池的工作原理示意图．下列说法错误的是（　　）
A．以甲烷为燃料，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池
B．A电极为电池正极，发生还原反应
C．B电极反应式为CH4+4O2--8e-═CO2+2H2O
D．若用该燃料电池作电源，用石墨作电极电解100 mL 1 mol•L-1的硫酸铜溶液，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲烷的体积为22.4L（标准状况下）

分析 由阴离子移动方向可知B为负极，负极发生氧化反应，甲烷被氧化生成二氧化碳和水，电极反应式为CH4+4O2--8e-═CO2+2H2O，A电极为电池正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-═2O2-，据此分析解答．

解答 解：A、因为甲烷比氢气易得到，成本低，所以以甲烷为燃料，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，故A正确；
B、A电极为电池正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-═2O2-，故B正确；
C、B为负极，负极发生氧化反应，电极反应式为CH4+4O2--8e-═CO2+2H2O，故C正确；
D、硫酸铜的物质的量=0.1L×1mol/L=0.1mol，开始阶段发生反应：2Cu2++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+4H+，铜离子完全放电后，发生反应2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2H2↑+O2↑，当两极收集到的气体体积相等时，即氢气与氧气的体积相等，令是氢气为xmol，根据电子转移守恒，则：0.1mol×2+2x=4x，解得x=0.1，
根据电子转移守恒，可知消耗的甲烷物质的量=$\frac{0.1mol×4}{8}$=0.05mol，故消耗甲烷的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故D错误；
故选D．

点评 本题综合考查电化学知识，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，解答本题要注意把握原电池的工作原理，把握电极方程式的书写，题目难度中等．

练习册系列答案
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20．下列有机物的说法，正确的是（　　）
A．分子式为C5H12的有机物有三种，它们互为同系物
B．C4H8C12有9种同分异构体（不考虑立体异构）
C．石蜡油、苯、四氟乙烯都不能使溴水褪色
D．等物质的量的甲烷与氯气反应后体积保持不变
11．用NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．100 mL 1 mol/L的FeCl3溶液完全生成Fe（OH）3胶体，其胶粒数目为0.1 NA
B．7.8 gNa2O2中含有的离子总数目为0.4 NA
C．标准状况下，44.8 L HF所含分子数为2 NA
D．标准状况下，80 gSO3中所含的原子数为4 NA
8．硫酸高铈[Ce（SO4）2]是一种常用的强氧化剂．
（1）将Ce（SO4）2•4H2O（摩尔质量为404g/mol）在空气中加热，样品的固体残留率（$\frac{固体样品的剩余质量}{固体样品的起始质量}$×100%）随温度的变化如图所示．
当固体残留率为70.3%时，所得固体可能为B（填字母）
A．Ce（SO4）2     B．Ce2（SO4）3     C．CeOSO4
（2）将一定质量的Ce（SO4）2•4H2O溶于50mL质量分数为60%、密度为1.47g/cm3的硫酸中，再用水定容至l000mL，所得溶液中c（H+）=0.9mol/L
（3）利用Ce（SO4）2标准溶液测定FeC2O4•2H2O（摩尔质量为180g/mol）和Fe（C2O4）3•4H2O（摩尔质量为448g/mol）固体混合物中FeC2O4•2H2O含量的方法如下：
步骤l：称量1.1240g固体混合物，溶于硫酸，向溶液中加入100.00mL 0.2000mol/L的Ce（SO4）2溶液．物质转化关系如下：
步骤2：将反应后的溶液加水稀释并定容至250.00mL，取25.00mL于锥形瓶中，滴加指示剂，用0.01000mol/LFeSO4标准溶液滴定过量的Ce4+，终点时消耗FeSO4标准溶液20.00mL．
计算固体混合物中FeC2O4•2H2O的质量分数，写出计算过程．
15．根据下列实验及其现象，所得出的结论正确的是（　　）
实验现象结论
A用大理石和盐酸反应制取CO2气体，立即通入一定浓度的Na2SiO3溶液中出现白色沉淀非金属性：Cl＞C＞S
B向某溶液先滴加硝酸酸化，再滴加BaCl2溶液有白色沉淀生成原溶液中含有SO42-、SO32-、HSO32-中的一种或几种
C试管b比试管a中溶液的红色深增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动
D左边棉球变为橙色，右边棉球变为蓝色氧化性：Cl2＞Br2＞I2
A．AB．BC．CD．D
5．中国传统文化对人类文明贡献巨大．下列古代文献设计化学研究成果，对其说明不合理的是（　　）
目的古代文献说明
A使用《周礼》：“煤饼烧蛎房（牡蛎壳）成灰”，蔡伦造纸用此“灰”溶于水沤浸树皮脱胶．“灰”的主要成分是氧化钙
B鉴别《新修本草》：硝石“如握盐雪不冰，强烧之，紫青烟起”，用于区分硝石（KNO3）和朴硝（Na2SO4）利用颜色反应
C浸出《肘后备急方》：“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”．提取青蒿素中的纤维素
D性质《本草纲目》：“（火药）乃焰消（KNO3）、硫磺、杉木炭所合，以为烽燧机诸药者”．利用KNO3的氧化性
A．AB．BC．CD．D
12．元素周期表中未呈周期性变化的是（　　）
A．原子序数B．元素性质C．原子半径D．化合价
9．下列叙述正确的是（　　）
A．用氨水清除试管壁附着的银镜
B．用氢氧化钠溶液清洗沾在皮肤上的苯酚
C．用食醋清除暖瓶水垢（主要成分碳酸钙）
D．用碳酸钠溶液清除钢铁制品表面的铁锈
10．三氯化碘（ICl3）在药物合成中用途非常广泛．已知ICl3能使湿润的淀粉KI试纸变蓝．实验室可用如图装置制取ICl3（夹持装置省略）．

（1）制备氯气选用的药品为漂白精固体[主要成分为Ca（ClO）2]和浓盐酸，相关反应的化学方程式为Ca（ClO）2+4HCl（浓）═CaCl2+2Cl2↑+2H2O．
（2）试剂X、Y分别是饱和食盐水、碱石灰．
（3）装置B的作用是：除去Cl2中的HCl气体，同时作安全瓶，监测装置C中是否发生堵塞；装置E的作用是：吸收多余的氯气，防止污染空气；同时防止空气中水蒸气进人装置．
（4）氯气与单质碘需在温度稍低于70℃下反应，则装置D适宜的加热方式为水浴加热．
（5）某同学欲测定ICl3样品中ICl3的纯度，他准确称取ICl3样品10.00g于烧杯中，加入适量水和过量KI晶体，充分反应（样品中杂质不反应），反应的化学方程式为ICl3+3KI═2I2+3KCl，将所得溶液配制成100mL待测液，取25.00mL待测液，用2.000mol•L-1的Na2S2O3标准液滴定（I2+2S2O32-═2I-+S2O62-），以淀粉溶液作指示剂，达到终点时的现象为当加入最后一滴标准液时，溶液由蓝色褪为无色且半分钟内不恢复，重复滴定3次，测得消耗Na2S2O3溶液体积的平均值为20.00mL．该样品中ICl3的质量分数为93.4%．

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