题目内容

11．如图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时，M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：
（1）乙池的名称：乙池是电解池装置．其中N电极的材料是石墨，其电极名称是阳极．
（2）乙池的总反应化学方程式是4AgNO3+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+4HNO3+O2↑．
（3）甲池通入甲烷（CH4）的Pt电极的电极反应式为CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O．
（4）在此过程中，当乙池中某一电极析出金属2.16g 时，甲池中理论上消耗标准状况下甲烷的体积为56mL，若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池中H+的物质的量浓度为0.05mol/L．

分析 （1）碱性甲池为原电池，通入甲烷的电极是负极，通入氧气的电极是正极，乙池有外接电源，属于电解池，根据图片知，工作时N电极与正极相连，作阳极，由于M、N两个电极的质量都不减少，则活性电极铁只能作阴极，所以N为石墨；
（2）乙池为电解硝酸银溶液，电极不参加反应，分别是溶液中银离子放电、氢氧根放电；
（3）燃料电池的负极上是燃料发生失电子的氧化反应；
（4）电解硝酸银溶液时，阴极反应式为Ag++e-=Ag，结合电子的转移的物质的量的判断进行计算．

解答 解：（1）碱性甲池为原电池，通入甲烷的电极是负极，通入氧气的电极是正极，乙池有外接电源，属于电解池，根据图片知，工作时N电极与正极相连，作阳极，由于M、N两个电极的质量都不减少，则活性电极铁只能作阴极，所以N为石墨，
故答案为：电解池；石墨；阳极；
（2）乙池为电解硝酸银溶液，电极不参加反应，溶液中银离子放电产生银，水提供的氢氧根放电产生氧气，溶液中氢离子浓度增加，生成酸，
总反应式为：4AgNO3+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+4HNO3+O2↑，
故答案为：4AgNO3+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+4HNO3+O2↑；
（3）甲烷是燃料电池的负极，发生失电子的氧化反应，碱性环境下，电极反应式为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，
故答案为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；
（4）n（Ag）=$\frac{2.16g}{108g/mol}$=0.02mol，根据Ag++e-=Ag可知转移电子为0.02mol，甲池中通入甲烷的一极为负极，反应式为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，则消耗n（CH4）=$\frac{0.02mol}{8}$，V（CH4）=$\frac{0.02}{8}$mol×22.4L/mol=0.056L=56mL，根据乙池反应关系：4Ag～4e-～4HNO3，转移0.02mol电子，产生氢离子为0.02mol，若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池中H+的物质的量浓度为$\frac{0.02mol}{0.4L}$=0.05mol/L，
故答案为：56；0.05mol/L．

点评 本题考查了原电池原理和电解池原理，明确原电池和电解池电极上发生反应的类型即可分析解答本题，难度不大，注意电极反应式的书写与电解质溶液的酸碱性有关．

练习册系列答案
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1．下列有关海水综合利用的说法正确的是（　　）
A．利用电解的方法可以从海水中获取淡水
B．海水中含有溴元素，只需经过蒸馏等物理变化就可以得到溴单质
C．海水蒸发制海盐的过程只发生了化学变化
D．从海水中提镁时，利用海滩上的贝壳制Ca（OH）2
2．下列溶液中，c（Cl-）最大的是（　　）
A．7.5 mL 2mol/L MgCl2溶液B．30 mL 1mol/L KCl溶液
C．10 mL 3mol/L NaCl溶液D．30 mL 0.5 mol/L AlCl3溶液
19．3-苯基丙烯醛是一种被广泛应用在食品加工中的高效低毒食品添加剂，下列是用其合成聚酯F的路线示意图：

已知：RCHO$→_{C_{2}H_{5}OH}^{HCl}$RCH（OC2H5）2$→_{H+}^{H_{2}O}$RCHO
根据题意回答：
（1）3-苯基丙烯醛分子中官能团的名称为碳碳双键和醛基；
（2）合成路线中的①、④两个步骤的目的是保护醛基，以防被溴氧化．
（3）C的结构简式为．
（4）若X为银氨溶液，则反应⑤的化学方程式为+2Ag（NH3）2OH$\stackrel{△}{→}$+2Ag↓+3NH3+H2O．
（5）同时符合下列条件的D的同分异构体共有6种．
a．既可发生银镜反应又可发生水解
b．能与FeCl3溶液发生显色反应
c．是苯的二元取代物．
上述同分异构体中，核磁共振氢谱有6组峰的结构简式． （任写一种）
（6）已知羟醛缩合反应
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现以甲苯和乙醛为原料制备3-苯基丙烯醛，设计合成线路（其无机试剂任选），合成线路示意图示例如下：CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=$\stackrel{Br_{2}}{→}$CH2BrH2Br．
6．a、b、c、d均为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2-和c+离子的电子层结构相同，b与d同主族．下列叙述正确的是（　　）
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16．下列说法正确的是（　　）
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