题目内容
3．将氯碱工业与燃料电池联合能够有效降低能源消耗，如图是该工艺的图示（电源及电极未标出），请回答下列问题：
（1）电解饱和食盐水（氯碱工业）的化学方程式为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑．
（2）物质X为Cl2，装置Ⅰ和Ⅱ中属于燃料电池的是Ⅱ．
（3）装置Ⅰ中，NaOH溶液浓度m%＜n% （填“＞”或“＜”）．
（4）利用装置Ⅱ可获得10mol/L盐酸，该产品出口为A（填“A”或“B”），请说明理由正极发生反应Cl2+2e-=2Cl-，负极发生反应H2-2e-=2H+，H+从负极经阳离子膜移动到正极，盐酸浓度增大．
分析 （1）电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气与氯气；
（2）装置I为电解食盐水，装置Ⅱ为燃料电池，可知装置I左侧为阳极，右侧为阴极，则物质X为氯气，物质Y为氢气；
（3）装置I右侧是水放电生成氢气与氢氧化钠，电解过程中氢氧化钠溶液浓度增大；
（4）装置Ⅱ中左侧为正极，得到氯离子，右侧为负极，得到氢离子，H+从负极经阳离子膜移动到正极，左侧盐酸浓度增大．
解答 解：（1）电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气与氯气，反应方程式为：2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑，
故答案为：2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2NaOH+H2↑+Cl2↑；
（2）装置I为电解食盐水，装置Ⅱ为燃料电池，可知装置I左侧为阳极，右侧为阴极，则物质X为氯气，物质Y为氢气，装置Ⅱ中属于燃料电池，
故答案为：Cl2；Ⅱ；
（3）装置I右侧是水放电生成氢气与氢氧化钠，电解过程中氢氧化钠溶液浓度增大，即NaOH溶液浓度m%＜n%，
故答案为：＜；
（4）装置Ⅱ中左侧为正极，正极发生反应Cl2+2e-=2Cl-，右侧为负极，负极发生反应H2-2e-=2H+，H+从负极经阳离子膜移动到正极，左侧盐酸浓度增大，故浓盐酸从A口排出，
故答案为：A；正极发生反应Cl2+2e-=2Cl-，负极发生反应H2-2e-=2H+，H+从负极经阳离子膜移动到正极，盐酸浓度增大．
点评 本题考查电解原理与原电池应用，关键是从电解质溶液判断I为电解池、Ⅱ为燃料电池，理解掌握原电池与电解工作原理，题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目
．
．D→E的化学方程式是n
$\stackrel{催化剂}{→}$
+（n-1）H2O（不必注反应条件）．
（写1种即可）．
11．可用于鉴别乙醇、甲酸、乙醛、乙酸4种无色液体的一种试剂是（ ）
| A． | 水 | B． | 新制Cu（OH）2 | C． | NaOH溶液 | D． | 石蕊试剂 |
18．下列有关2个电化学装置的叙述正确的是（ ）
| A． | 图Ⅰ，电流形成的完整过程是：负极Zn-2e-═Zn2+，电子经导线流向正极，正极Cu2++2e-═Cu | |
| B． | 图Ⅰ，在不改变总反应的前提下，可用Na2SO4替换ZnSO4，用石墨替换Cu棒 | |
| C． | 图Ⅱ，通电后H+和Na+先从阳极区移动到阴极，然后阴极才发生反应2H++2e-═H2↑ | |
| D． | 图Ⅱ，通电后，由于OH-向阳极迁移，导致阳极附近pH升高 |
15．某溶液能溶解Al（OH）3，则此溶液中可能大量共存的离子组是（ ）
| A． | Fe3+、NH4+、SCN-、Cl- | B． | K+、Na+、SO42-、HCO3- | ||
| C． | Na+、Ba2+、Cl-、NO3- | D． | A13+、Na+、A1O2-、SO42- |
12．氢气是清洁的能源，也是重要的化工原料，有关氢气的制取研究是一个有趣的课题．根据提供两种制氢方法，完成下列各题：
（1）方法一：H2S热分解法，反应式为：2H2S（g）?2H2（g）+S2（g）△H
在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S的分解实验．H2S的起始浓度均为c mol•L-1．不同温度下反应相同时间t后，测得如图1所示H2S转化率曲线图．其中a为平衡转化率与温度关系曲线，b为未达到平衡时转化率与温度的关系曲线．
①△H＞0（“＞”、“＜”或“=”），
②若985℃时，反应经t min达到平衡，此时H2S的转化率为40%，则t min内反应速率v（H2）=$\frac{0.4c}{t}$mol•L-1•min-1（用含c、t的代数式表示）．
③请说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短．
（2）方法二：以CaO为吸收体，将生物材质（以C计）与水蒸气反应制取H2．反应装置由气化炉和燃烧炉两个反应器组成，相关反应如下表所示：
①反应C（s）+2H2O（g）+CaO（s）═CaCO3（s）+2H2（g）K=K1•K2•K3．（用K1、K2、K3表示）
②图2为反应I在一定温度下，平衡时各气体体积百分含量随压强变化的关系图2．若反应达某一平衡状态时，测得c（H2O）=2c（H2）=2c（CO）=2mol•L-1，试根据H2O的体积百分含量变化曲线，补充完整CO的变化曲线示意图．
③对于可逆反应C（s）+2H2O（g）+CaO（s）?CaCO3（s）+2H2（g），△H=-87.9kJ•mol-1；采取以下措施可以提高H2产量的是AC．（填字母编号）
A．降低体系的温度
B．使各气体组分浓度均加倍
C．适当增加水蒸气的通入量
D．增加CaO的量，提高CO2的吸收率？
（3）方法二与方法一相比其优点有实现了吸收剂CaO的循环，降低能耗（写一个即可）．
（1）方法一：H2S热分解法，反应式为：2H2S（g）?2H2（g）+S2（g）△H
在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S的分解实验．H2S的起始浓度均为c mol•L-1．不同温度下反应相同时间t后，测得如图1所示H2S转化率曲线图．其中a为平衡转化率与温度关系曲线，b为未达到平衡时转化率与温度的关系曲线．
①△H＞0（“＞”、“＜”或“=”），
②若985℃时，反应经t min达到平衡，此时H2S的转化率为40%，则t min内反应速率v（H2）=$\frac{0.4c}{t}$mol•L-1•min-1（用含c、t的代数式表示）．
③请说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：温度升高，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短．
（2）方法二：以CaO为吸收体，将生物材质（以C计）与水蒸气反应制取H2．反应装置由气化炉和燃烧炉两个反应器组成，相关反应如下表所示：
| 流程1：气化炉中产生H2 | 流程2：燃烧炉中CaO再生 |
| 通入水蒸气，主要化学反应： Ⅰ：C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g） K1 Ⅱ：CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）K2 Ⅲ：CaO（s）+CO2（g）═CaCO3（s）K3 | 通入纯氧，主要化学反应： IV：C（s）+O2（g）═CO2（g） △H=-393.8kJ•mol-1 V：CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g） |
②图2为反应I在一定温度下，平衡时各气体体积百分含量随压强变化的关系图2．若反应达某一平衡状态时，测得c（H2O）=2c（H2）=2c（CO）=2mol•L-1，试根据H2O的体积百分含量变化曲线，补充完整CO的变化曲线示意图．
③对于可逆反应C（s）+2H2O（g）+CaO（s）?CaCO3（s）+2H2（g），△H=-87.9kJ•mol-1；采取以下措施可以提高H2产量的是AC．（填字母编号）
A．降低体系的温度
B．使各气体组分浓度均加倍
C．适当增加水蒸气的通入量
D．增加CaO的量，提高CO2的吸收率？
（3）方法二与方法一相比其优点有实现了吸收剂CaO的循环，降低能耗（写一个即可）．
1．合成氨原料可以由天然气制取，其主要反应为：CH4（g）+H2O（g）→CO（g）+3H2（g）
（1）1m3（标准状况）CH4按上式完全反应，产生H2134mol．
（2）CH4和O2的反应为：2CH4（g）+O2（g）→2CO（g）+4H2（g）
设CH4同时和H2O（g）及O2（g）反应．1m3（标准状况）CH4按上述两式完全反应，产物气体的体积V（标准状况）为3＜V＜4．
（3）CH4和H2O（g）及富氧空气（O2含量较高，不同富氧空气氧气含量不同）混合反应，产物气体组成如下表：
该富氧空气中O2和N2的体积比V（O2）/V（N2）=$\frac{2}{3}$．
（4）若CH4和H2O（g）及富氧空气混合反应的产物中，$\frac{V（H_{2}）}{V（N_{2}）}$=3：1（合成氨反应的最佳比），则反应中的H2O（g）和富氧空气的体积比为（3-7a）：3．
（1）1m3（标准状况）CH4按上式完全反应，产生H2134mol．
（2）CH4和O2的反应为：2CH4（g）+O2（g）→2CO（g）+4H2（g）
设CH4同时和H2O（g）及O2（g）反应．1m3（标准状况）CH4按上述两式完全反应，产物气体的体积V（标准状况）为3＜V＜4．
（3）CH4和H2O（g）及富氧空气（O2含量较高，不同富氧空气氧气含量不同）混合反应，产物气体组成如下表：
| 气体 | CO | H2 | N2 | O2 |
| 体积（L） | 25 | 60 | 15 | 2.5 |
（4）若CH4和H2O（g）及富氧空气混合反应的产物中，$\frac{V（H_{2}）}{V（N_{2}）}$=3：1（合成氨反应的最佳比），则反应中的H2O（g）和富氧空气的体积比为（3-7a）：3．