Question

【题目】碳酸盐燃料电池，以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质，操作温度为650℃，在此温度下以镍为催化剂，以煤气(CO、H2的体积比为3∶1)直接作燃料，其工作原理如图所示，并以此电源用于工业生产。

（1）H2(g)、CO(g)的燃烧热ΔH分别为－285.8kJ·mol－1、－283.0kJ·mol－1，1g液态水变为水蒸气时吸热2.44kJ，则电池总反应3CO(g)+H2(g)+2O2(g)=3CO2(g)+H2O(g)的ΔH=___________kJ·mol－1，B电极上发生反应的电极反应式为___________。

（2）若以此电源生产新型硝化剂N2O5，装置如上图所示。已知两室加入的试剂分别是a．硝酸溶液b．N2O4＋无水硝酸，则左室加入的试剂应为___________(填“a”或“b”)，其电极反应式为___________。

（3）若以此电源用惰性电极电解足量的硝酸银溶液，阴极产物的质量为5.4g，则阳极产生的气体在标准状况下的体积为___________L。电解后溶液体积为500mL，溶液的pH约为___________。

Answer 1

【答案】-1090.88 b 0.28 1

【解析】

在计算反应的焓变时，一定要注意物质的聚集状态；书写电极反应式时首先要明确电极的极性，即确定是得电子还是失电子，再结合具体环境分析产物的形式，最终将电极反应式书写出来。

(1)由题可知，H2燃烧热的热化学方程式为：① ；CO燃烧热的热化学方程式为：② ；此外还有：③ ；通过分析可知电池总反应的；由示意图可知B电极为正极，其电极反应式为：；

(2)由示意图可知左槽中的为阳极，发生氧化反应，所以左槽中应当加入b；左槽中电极反应式为：；

(3)惰性电极电解硝酸银时，阴极发生银离子的还原反应生成银单质，因此生成5.4g产物时，外电路电子转移0.05mol，阳极的电极反应式为：，因此产生的标况下的O2的体积为：；此过程生成了0.05mol的H+，体积为500mL，所以c(H+)=0.1mol/L，pH约为1。