题目内容

19．一种新型燃料电池，它是用两根金属做电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入甲烷和氧气，其电极反应为：X极：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O，Y极：4H2O+2O2+8e-═8OH-，关于此燃料电池的有关说法错误的是（　　）
A．X为负极、Y为正极
B．工作一段时间后，KOH的物质的量不变
C．在标况下通过5.6 L O2完全反应则有l.0 mol 电子发生转移
D．该电池工作时甲烷一极附近溶液 pH降低

分析 碱性甲烷燃料电池，具有还原性的甲烷为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，根据电极反应确定液的pH变化情况以及电子转移和物质量之间的关系．

解答 解：AA．碱性甲烷燃料电池，具有还原性的甲烷为原电池的负极，发生氧化反应，所以X极是负极，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，Y极为正极，故A正确；
B．根据总反应：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，则氢氧化钾被消耗，物质的量减小，故B错误；
C．在标准状况下通入5.6L即0.25molO2完全反应，根据电极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-，转移电子是1.0mol，故C正确；
D．该电池工作时甲烷电极发生的电极反应为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，该极氢氧根被消耗，所以该极附近溶液的pH降低，故D正确；
故选B．

点评 本题考查了原电池工作原理，题目难度中等，本题中注意明确电极反应式的书写，正确判断两极的化学反应为解答关键，注意掌握原电池工作原理及应用方法，试题培养了学生的灵活应用能力．

练习册系列答案
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8．铬及其化合物在工业上有许多用途，但化工废料铬渣对人体健康有很大危害，以制革工也产生的含铬污泥为原料，回收污泥中三价铬的工艺流程图如图所示（硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+）
：

常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
阳离子Fe3+Fe2+Mg2+Al3+Cr3+
开始沉淀时的pH2.77.0---
沉淀完全是的pH3.79.011.189（＞9溶解）
回答下列问题：
（1）能提高浸取时三价铬的浸取率的措施有ABC（填字母）
A．将含铬污泥粉碎并适当延长浸取时间
B．升高温度并不断搅拌
C．多次浸取，合并浸取液
D．缩短浸取时间
（2）氧化过程中加入H2O2，除了把Cr3+氧化为Cr2O72-外，另一个作用时2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O（用离子方程式表示）．
（3）过滤Ⅱ产生的沉淀是Fe（OH）3（填化学式）．
（4）钠离子交换树脂的原理为：Mn++nNaR═MRn+nNa+，被交换的杂质离子是Al3+、Ca2+、Mg2+（填离子符号）．
（5）每生成1molCr（OH）（H2O）5SO4，消耗SO2物的质量为1.5mol．
（6）工业上可用电解法处理含Cr2O72-的酸性废水，具体方法是将含Cr2O72-的酸性废水放入电解槽内，加入适量的NaCl，以铁和石墨为电极进行电解．经过一段时间后，生成Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀除去．
①铁电极与直流电源正极（填“正极”或“负极”）相连，加入适量NaCl的目的是增大溶液导电能力；
②若电解后的溶液中c（Fe3+）为2.0×10-13mol•L-1，则溶液中c（Cr3+）为3.0×10-6mol/L（已知Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38，Ksp=[Cr（OH）3]=6.0×10-31）
10．实验室用燃烧法测定某种氨基酸（CxHyOzNp）的分子组成．取Wg该种氨基酸放在纯氧气中燃烧，燃烧后生成的N2的体积用F装置进行测量，所需装置如图（夹持仪器及部分加热装置已略去）：

（1）该实验装置的合理连接顺序为：A、C、DCEB或DCBE、F．（装置可以重复选用）
（2）实验开始时，首先打开止水夹a，关闭止水夹b，通一段时间的纯氧，这样做的目的是
将装置内的N2（或空气）排除干净．
（3）燃烧管D中放入CuO的作用是将未充分燃烧的产物CO转化为CO2 （或使氨基酸中的碳完全转化为CO2），装置B的作用是除去多余的O2，保证F装置最终收集的气体全为N2．
（4）为了确定此氨基酸的分子式，除了准确测量N2的体积外，还需得到的数据有ABC（填字母）．
A．该氨基酸的摩尔质量                                   B．生成二氧化碳气体的质量
C．生成水的质量                                        D．通入O2的体积
（5）在读取F装置中所排水的体积时，液面左低右高，则所测气体的体积偏小（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
（6）已知分子式为C2H4O2的有机物也含有氨基酸中的某个官能团，请设计实验证明该官能团（试剂任选）取该有机物少许于试管中，滴加NaHCO3溶液，有气泡产生．
7．向NaOH溶液中缓慢通入CO2气体，溶液中CO32-的物质的量与通入CO2物质的量的关系图如下．下列关于图中a、b两点溶液的说法错误的是（　　）
A．a、b溶液与同浓度盐酸完全反应时，消耗盐酸的体积相同
B．a溶液中水的电离程度与b溶液中水的电离程度相同
C．a、b两溶液都满足：c（Na+）+c（H+）=c（HCO3-）+2c（CO32-）+c（OH-）
D．将a、b两点混合后溶液满足：c（OH-）=c（H+）+c（HCO3-）+2c（H2CO3）
14．用石墨作电极电解4mol•L-1的 CuSO4溶液，当c（Cu2+）为0.1mol•L-1时，停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状态（　　）
A．Cu（OH）2B．CuSO4•5H2OC．CuSO4D．CuO
4．学习小组拟通过实验，探究Mg（NO3）2受热分解的产物．
小组猜想：ⅰ．固体产物可能有Mg（NO2）2、MgO、Mg3N2中的一种或几种
ⅱ．气体产物可能有NO2、N2、O2中的一种或几种
查得相关资料：a．Mg（NO2）2、Mg（NO3）2易溶于水，MgO难溶于水．
b.2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
c．Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2↓+2NH3↑
（1）针对以上猜想，设计了如图所示实验（图中加热、夹持仪器等装置均省略）：

（2）进行实验
Ⅰ．检验上述装置气密性．
Ⅱ．称取3.7gMg（NO3）2固体，置入硬质玻璃管A中，打开K，通入一段时间N2，并进行相关物质质量称量
Ⅲ．关闭K，用酒精灯持续给装置A加热，过程中各装置内溶液均未倒吸入其它装置．
Ⅳ．待Mg（NO3）2完全分解，装置冷却至室温，打开K，再缓慢通入一会N2后并再称量．称得A中剩余固体质量为1.0g，B、C、D、E、F中溶液质量分别增加了2.3g、0.0g、0.1g、0.3g、0.05g．
Ⅴ．取少量剩余固体于试管中，加入适量水，未出现明显现象．
（3）回答问题
①小组预测一定有O2生成，理由是N元素化合价降低，则一定存在化合价升高的元素，只能为氧元素失去电子生成O2．
②N2的电子式是，步骤Ⅱ中，通入一段时间N2的目的是避免对分解产物O2的检验产生干扰．
③步骤Ⅲ中，装置A内若出现了红棕色气体，其化学式是NO2．
④装置C中若红色始终未褪，其设计的目的是验证NO2是否被吸收干净，防止NO2干扰后续对O2的检验．
⑤实验中发现Mg（NO3）2分解时有O2生成，其实验现象是C中红色溶液中有气泡冒出，D中溶液褪色，用化学用语解释，产生上述现象的原因是Na2SO3+H2ONaHSO3+NaOH、2Na2SO3+O2=2Na2SO4．
⑥实验中Mg（NO3）2分解没有N2生成的理由是Mg（NO3）2的质量与剩余固体、NO2、O2的质量之和相等，已符合质量守恒定律．
⑦Mg（NO3）2分解的化学方程式是2Mg（NO3）2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+4NO2↑+O2↑．
⑧装置F中溶液质量增加的原因是吸收空气进入的O2所致．
11．甲、乙两个电解池均以Pt为电极，且互相串联．甲池盛有CuSO4溶液，乙池中盛有一定量的某盐溶液．通电一段时间后，测得甲池电极质量增加0.64g，乙池电极上析出0.24g金属，则乙池中的溶质可能是（　　）
A．MgSO4B．Al（NO3）3C．CuSO4D．Na2SO4
8．X、Y、Z、M、W为五种短周期元素．X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素，且最外层电子数只和为15；X和Z可形成XZ2分子；Y与M形成的气态化合物在标准状况下密度为0.76g•L-1，W在短周期主族元素中原子半径最大．下列说法正确的是（　　）
A．原子半径大小关系为Z＞Y＞X
B．由X、Z、M、W四种元素形成的化合物都不能用于焙制糕点的食品工业
C．由X、Y、Z、M四种元素形成的所有化合物既能和强酸反应又能和强碱反应
D．由X与M形成的不同分子的空间构型可能是正四面体型、直线型或平面型等
9．下列溶液中，Na+浓度最大的是（　　）
A．0.5mol/LNaCl溶液B．1L3mol/LNa2SO4溶液
C．0.4mol/LNaOH溶液D．2L0.15mol/LNa3PO4溶液

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