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【题目】刚结束的两会《政府工作报告》首次写入“推动充电、加氢等设施的建设”。如图是一种正负电极反应均涉及氢气的新型“全氢电池”,能量效率可达80%。下列说法中错误的是

A. 该装置将化学能转换为电能

B. 离子交换膜允许H+和OH-通过

C. 负极为A,其电极反应式是H2-2e- + 2OH- = 2H2O

D. 电池的总反应为H+ + OH-H2O

【答案】B

【解析】

由工作原理图可知,左边吸附层A上氢气失电子与氢氧根结合生成水,发生了氧化反应为负极,电极反应是H2-2e-+2OH-═2H2O,右边吸附层B为正极,发生了还原反应,电极反应是2H++2e-═H2↑,结合原电池原理分析解答。

A.“全氢电池”工作时是原电池反应,能量变化是将化学能转化为电能,故A正确;

B. 由工作原理图可知,左边溶液为碱性,右边溶液为酸性,所以离子交换膜可阻止左边的碱性溶液和右边的酸性溶液发生中和,因此该离子交换膜不能允许H+和OH-通过,故B错误;

C.根据氢气的进出方向可知,氢气在吸附层A上发生氧化反应,化合价由0价变成+1价,吸附层A为负极,电极反应为:H2-2e-+2OH-═2H2O,故C正确;

D.根据C的分析可知,右边吸附层B为正极,发生了还原反应,正极电极反应是2H++2e-═H2↑,左边吸附层A为负极,发生了氧化反应,电极反应是H2-2e-+2OH-═2H2O,因此总反应为:H++OH-H2O,故D正确;

答案选B。

练习册系列答案
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【题目】高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型,高效、多功能绿色水处理剂,可通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备。已知:①KClO在较高温度下发生歧化反应生成KClO3;

②K2FeO4具有下列性质:可溶于水、微溶于浓KOH溶液;在强碱性溶液中比较稳定;在Fe3+催化作用下发生分解,在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。

如图所示是实验室模拟工业制备KClO溶液装置。

(1)B装置的作用为___。

(2)反应时需将C装置置于冷水浴中,其原因为__。

(3)制备K2FeO4时,不能将碱性的KClO溶液滴加到Fe(NO3)3饱和溶液中,其原因是__,制备K2FeO4的离子方程式:___。

(4)工业上常用废铁屑为原料制备Fe(NO3)3溶液,溶液中可能含有Fe2+,检验Fe2+所需试剂名称___,其反应原理为___(用离子方程式表示)。

(5)工业上用“间接碘量法”测定高铁酸钾的纯度:用碱性KI溶液溶解1.00gK2FeO4样品,调节pH使高铁酸根全部被还原成亚铁离子,再调节pH为3~4,用1.0mol/L的Na2S2O3标准溶液作为滴定剂进行滴定(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI),淀粉作指示剂,

装有Na2S2O3标准溶液的滴定管起始和终点读数如图所示:

①消耗Na2S2O3标准溶液的体积为___mL。

②原样品中高铁酸钾的质量分数为__。[M(K2FeO4)=198g/mol]

③若在配制Na2S2O3标准溶液的过程中定容时俯视刻度线,则导致所测高铁酸钾的质量分数__(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

【题目】煤的气化和液化是现代能源工业中重点考虑的综合利用技术。最常见的气化方法是用煤作原料生产水煤气,而比较流行的液化方法是煤在催化剂等条件下生产CH3OH。

已知制备甲醇的有关化学反应如下:

①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-90.8 kJmol-1

②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H2=-412 kJmol-1

③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H3

I.回答下列问题:

(1)欲提高甲醇的产率,可以采取的措施有______(填字母序号)。

A.升高温度

B.增大压强

C.降低温度

D.降低压强

(2)提高甲醇反应选择性的关键因素是______。

(3)保持温度和容积不变,下列描述能说明反应③达到平衡状态的是______(填字母序号)。

A.v(CO):v(H2):v(CH3OH)=1:2:1

B.混合气体的压强不再随时间的变化而变化

C.单位时间内断裂2 mol H-H键,同时生成3mol C-H键

D.一段时间内的平均反应速率等于0

E.混合气体的平均摩尔质量保持不变

Ⅱ.在一密闭容器中投入1mol CO和2molH2发生反应③,实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强变化关系如图1所示:

(1)压强P1______P2(填“>”、“<“或”=”)。

(2)M、N两点的化学反应速率:vM______vN(填“>”、“<“或“=”)

(3)对于气相反应,用某组分B的平衡压强P(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(Kp),则M点时,平衡常数Kp=______(P1=5 MPa)。

(4)甲、乙两个恒容密闭容器的体积相同,向甲中加入 1molCO和 2mol H2,向乙中加入2mol CO和4molH2,测得不同温度下CO的平衡转化率如图2所示,则L、M两点容器内压强:P(M)______2P(L),平衡常数:K(M)______K(L)(填“>”、“>”或“=”)。

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