题目内容
新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2 ,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。
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回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为___________________________________
________________、_______________________________________________________。
(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生,其中b电极上得到的是__________,电解氯化钠溶液的总反应方程式为_______________________________________________;
(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为__________(法拉第常数F=9.65×104 C · mol-1,列式计算),最多能产生的氯气体积为________L(标准状况)。
答案 (1)O2+2H2O+4e-===4OH-
CH4+10OH--8e-===CO
+7H2O
(2)H2 2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)
×8×9.65×104 C·mol-1
=3.45×104 C 4
已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡:
MmAn(s)![]()
mMn+(aq)+nAm-(aq)
Ksp=[Mn+]m·[Am-]n,称为溶度积。
某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,查得如下资料:(25℃)
| 难溶电 解质 | CaCO3 | CaSO4 | MgCO3 | Mg(OH)2 |
| Ksp | 2.8×10-9 mol-2·L-2 | 9.1×10-6 mol-2·L-2 | 6.8×10-6 mol-2·L-2 | 1.8×10-12 mol-3·L-3 |
实验步骤如下:
①往100 mL 0.1 mol·L-1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液,立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g,搅拌,静置,沉淀后弃去上层清液。
③再加入蒸馏水搅拌,静置,沉淀后再弃去上层清液。
④________________________________________________________________________。
(1)由题中信息知Ksp越大,表示电解质的溶解度越______(填“大”或“小”)。
(2)写出第②步发生反应的化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)设计第③步的目的是
________________________________________________________________________。
(4)请补充第④步操作及发生的现象:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。