题目内容

13．直接甲醇燃料电池（DMFC）有望取代传统电池，它主要由阴极极板、阳极极板和膜电极构成，其中膜电极包括质子膜、催化剂层和气体扩散层（如图）．下列关于DMFC工作原理的叙述正确的是（　　）
A．通入O2的电极反应式为：O2+4e-+2H2O═4OH-
B．电池内部H+由正极渗过交换膜向负极移动
C．甲醇在正极发生反应，电流经过外电路流向负极
D．注入CH3OH的电极反应式为：CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+

分析 甲醇被氧化生成二氧化碳，通入甲醇的一极为负极，负极电极反应式为CH3OH（l）+H2O（l）-6e-=CO2（g）+6H+，通入氧气的一极为正极，正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，以此解答该题．

解答 解：A．电解质溶液为酸性，通入氧气的电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，故A错误；
B．原电池工作时阳离子向正极移动，故B错误；
C．甲醇被氧化，应为负极反应，故C错误；
D．通入甲醇的一极为负极，负极电极反应式为CH3OH（l）+H2O（l）-6e-=CO2（g）+6H+，故D正确．
故选D．

点评 本题考查甲醇燃料电池，题目难度不大，注意把握原电池的工作原理以及电极反应式的书写，解答本题的关键是根据质子移动方向判断原电池的正负极．

练习册系列答案
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3．在一定温度下，向饱和烧碱溶液中放入一定量的Na2O2，完合反应恢复到原温度，下列说法正确的是（　　）
A．溶液中[Na+]增大，有O2放出B．溶液PH值不变，有H2放出
C．溶液中Na+数目减少，有O2放出D．溶液中PH值不变，有O2放出
4．下列说法或表示法正确的是（　　）
A．1 mol H2SO4与1 mol Ba（OH）2完全中和所放出的热量为中和热
B．由C（石墨）→C（金刚石）△H=+119 kJ•mol-1可知，石墨比金刚石稳定
C．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=+285.8 kJ•mol-1
D．在101 kPa，298 K条件下，1 mol S和2 mol S的燃烧热相等
1．由两种元素组成的化合物A存在如下图所示的转化关系（部分产物及反应条件已略去）．已知：E为红棕色气体，F、H为金属单质，J为黑色非金属单质．L露置于空气中时，由白色最终转化为红褐色，B与F反应时可生成C，也可生成G．试回答下列问题：

（1）物质K的名称是一氧化氮；I的晶体属于离子晶体．
（2）已知A中两种元素原子成最简整数比，且金属元素与非金属元素的质量比为14：1，则A的化学式为Fe3C．
（3）写出下列反应的化学方程式：
L露置于空气中时，由白色最终转化为红褐色4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3．
A与B反应的化学方程式Fe3C+22HNO3═3Fe（NO3）3+CO2↑+13NO2↑+11H2O．
（4）H在D中燃烧的现象为剧烈燃烧，生成白色粉末，在瓶的内壁有黑色的碳附着．
（5）若各步反应都看成是进行完全的，则当生成a mol物质L时，需要A0.22amol．
8．下列粒子半径之比大于1的是（　　）
A．$\frac{{K}^{+}}{K}$B．$\frac{Mg}{Ca}$C．$\frac{{O}^{2-}}{N{a}^{+}}$D．$\frac{Cl}{C{l}^{-}}$
18．“向海洋进军”，已成为世界许多国家发展的战略口号，海水中通常含有较多的Ca2+、Mg2+、$SO_4^{2-}$等杂质离子，以海盐为原料的氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程如下：

依据如图，完成下列填空：
（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；
（2）电解过程的总反应的化学方程式2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑．
（3）电解槽阳极产物可用于制漂白粉、生产盐酸、自来水消毒、制高纯硅、合成塑料等（任写2种）（至少写出两种用途）．
（4）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程中除去这2种离子所发生反应的离子方程式为：Ca2++CO32-=CaCO3↓、Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓．
（5）如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是a、c
a．Ba（OH）2　　　b．Ba（NO3）2　　　c．BaCl2
（6）为了有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-加入试剂的合理顺序为b、c
a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
（7）已知NaOH、NaCl在水中的溶解度数据如下表：
温度/℃2030405060708090100
NaOH/g109118129146177300313318337
NaCl/g3636.336.63737.337.838.43939.8
根据上述数据，脱盐工序中利用通过蒸发结晶、趁热过滤（填操作名称）除去NaCl．
5．写出下列物质的结构简式，并指出哪些互为同分异构体．
（1）3，3，5，5-四甲基庚烷
（2）4-甲基-3，5-二乙基庚烷
（3）2，2，3，3，4，4-六甲基戊烷
（4）2，3-二甲基-4-乙基已烷
其中互为同分异构体的是和．
2．R、T、V、X、Y分别代表原子序数依次增大的短周期主族元素，在已发现的元素里R的原子半径最小；T、V同主族，T与Y可组成共价化合物TY3；X的晶体熔点高、硬度大、有脆性，在常温下化学性质不活泼．Z元素基态原子核外M能层上p轨道与d轨道的电子总数相等．
请回答下列问题：
（1）Z元素基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2．
（2）利用价层电子对互斥理论判断TY3的空间构型是平面三角形．
（3）V、X、Y的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是Si＞Al＞Cl2（填化学式）；LiTR4为近年来储氢材料领域的研究热点，其中TR4-的电子式为；V的氢氧化物作弱酸时有类似TR4-的离子产生，其电离方程式为Al（OH）3+H2O?H++[Al（OH）4]-．
（4）Y的二氧化物为一种气体，它是新一代饮用水的消毒剂、可用NaYO3与浓盐酸反应制取，在该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1，其化学方程式为2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O．
5．某研究性学习小组在研究用Fe2+制备Fe（OH）2的过程中，设计了如下实验装置：
 
（1）以上各装置中能较长时间观察到Fe（OH）2白色沉淀的是②③（填序号）
（2）某同学对上图③装置进行改进并实验：

当A容器中的反应开始后，分别进行下列操作，请回答有关问题：
①若先关闭弹簧夹D，打开弹簧夹C，A容器中反应进行一会儿后，再关闭弹簧夹C，打开弹簧夹D，B容器中会观察到什么现象：开始时容器B中的导管口有气泡冒出，弹簧夹关闭后容器A中溶液进入容器B，有白色沉淀生成．
②若先关闭弹簧夹C，打开弹簧夹D，B容器中会观察到什么现象：有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色，
写出B容器中有关反应的化学方程式2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4、4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3．

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