题目内容

19．燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如图是甲烷燃料电池原理示意图．按要求完成下列问题：
①该电池正极反应的电极反应式为：2O2+8e-+4H2O=8OH-．
②该电池负极反应的电极反应式为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．
③电池工作一段时间后电解质溶液的pH减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
④若消耗标况下11.2LCH4气体，则导线中通过4mol电子．

分析 ①碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为原电池的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，正极上是氧气得电子的还原反应；
②碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为原电池的负极，负极上是燃料发生失电子的氧化反应；
③根据燃料电池的总反应方程式判断pH的变化；
④根据电极反应式结合电子守恒来计算即可．

解答 解：①碱性甲烷燃料电池中通入氧气的一极b为原电池的正极，该极上是氧气发生得电子的还原反应，即2O2+8e-+4H2O=8OH-，故答案为：2O2+8e-+4H2O=8OH-；
②碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极a为原电池的负极，该极上是燃料发生失电子的氧化反应，即CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，
故答案为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；
③在碱性溶液中，甲烷燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，电池工作一段时间后，由于氢氧根离子被消耗，所以电解质溶液的pH会减小，
故答案为：减小；
④若消耗标况下11.2L即0.5molCH4气体，CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，则导线中通过4mol电子，故答案为：4．

点评 本题综合考查了原电池的内容，涉及电极判断与电极反应式书写等问题，做题时注意从氧化还原的角度判断原电池的正负极以及电极方程式的书写，本题中难点和易错点为电极方程式的书写，题目难度中等．

练习册系列答案
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19．下列说法正确的是（　　）
A．屠呦呦女士通过研究青蒿素获得了“诺贝尔医学奖”以表彰她对疟疾治疗所做的贡献．那么青蒿素的结构式为，分子式为C15H20O5
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20．将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，不会有三价铁生成的是（　　）
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14．在某溶液中加入KSCN溶液，无明显现象．再滴入少量氯水，溶液变为红色．试判断（　　）
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11．台湾查获饮料食品违法添加有毒塑化剂--邻苯二甲酸酯（DEHP）．下列说法正确的是（　　）
A．塑化剂和塑料都是高分子化合物B．聚乙烯塑料属于热固性塑料
C．塑料中不允许添加任何添加剂D．塑料和合成橡胶都属于合成材料
8．溴及其化合物用途十分广泛，我国正在大力开展海水提溴的研究和开发工作，工业以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如下：

某课外小组在实验室模拟上述过程设计以下装置进行实验（所有橡胶制品均已被保护，夹持装置已略去）

①实验过程中在装置A中通入a气体的目的是（用离子方程式表示）Cl2+2Br-=2Cl-+Br2；
②装置A中通入a气体一段时间后，改通热空气，通入热空气的目的是吹出Br2；
③反应过程中，B装置中有SO42-生成，检验SO42-的方法是取少量B装置中反应后的溶液于试管中，滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，证明有SO42-；
④装置C的作用是吸收未反应的Cl2、Br2和SO2，防止污染空气．
9．甲醛是世界卫生组织确认的致癌致畸物质之一．我国规定：室内甲醛含量不得超过8×10-5mg/L．某研究性学习小组利用酸性KMnO4溶液测定居室内空气中甲醛的含量．
【实验原理】
KMnO4 （ H+）溶液为强氧化剂，可氧化甲醛，反应方程式为：
4MnO4-+5HCHO+12H+=4Mn2++5CO2+11H2O
【实验装置】如图1

【实验步骤】
（1）先准确量取5.00mL 1.00×10-3mol•L-1KMnO4溶液于洗气瓶中，并滴入几滴稀H2SO4，加水20mL稀释备用．
（2）先打开a（填“a”或“b”），关闭另一个活塞，每次用注射器抽取100mL室内空气，然后进行相反关开活塞的操作，再推动注射器，将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中，使其充分反应，如此反复多次直至溶液完全褪色．
【交流讨论】
（1）某同学用该方法测量空气中甲醛的含量时，所测得的数值比实际含量低，你认为其可能的原因是（假设溶液配制、量取过程均无错误）：
①注射器压送气体速度过快、装置气密性较差；
②导气管伸入KMnO4溶液中太浅、同一地点取样次数太多．
（至少答出2种可能性）
（2）实验结束后，该小组成员在相互交流的过程中认为：
①实验装置应加以改进．
有同学提议：可将插入KMnO4溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（如图2），有利于提高实验的准确度，其理由是可增大气体与溶液的接触面积，使空气中的HCHO被充分吸收．
②实验原理可以改进．
实验中直接抽取室内空气再压送到洗气瓶中至KMnO4溶液刚好褪色，抽气次数太多，太麻烦．有同学提议：通过测定洗气瓶中KMnO4的剩余量，可大大减少抽气的次数，也可达到实验目的，你认为是否可行：是．（填“是”或“否”）
（3）若该研究性学习小组的同学共抽气250次并压送到洗气瓶中使KMnO4溶液的红色刚好褪去，则该居室内空气中甲醛的浓度为3.75×10-3mg/L．

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