题目内容

6.一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示,图中废水中有机物可用C6H10O5表示.下列有关说法正确的是(  )
A.b电极为该电池的负极
B.b电极附近溶液的pH减小
C.a电极反应式:C6H10O5-24e-+7H2O═6CO2↑+24H+
D.a交换膜为阳离子交换膜

分析 该原电池中,硝酸根离子得电子发生还原反应,则右边装置中电极b是正极,电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O,左边装置电极a是负极,负极上有机物失电子发生氧化反应,有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳,电极反应式为C6H10O5-24e-+7H2O═6CO2↑+24H+,以此解答该题.

解答 解:A.该原电池中,硝酸根离子得电子发生还原反应,则右边装置中电极b是正极,故A错误;
B.右边装置中电极b是正极,电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O,氢离子参加反应导致溶液酸性减小,溶液的pH增大,故B错误;
C.左边装置电极a是负极,负极上有机物失电子发生氧化反应,有机物在厌氧菌作用下生成二氧化碳,电极反应式为C6H10O5-24e-+7H2O═6CO2↑+24H+,故C正确;
D.放电时,电解质溶液中阳离子Na+移向正极右室,阴离子Cl-移向负极室左室,a不能为阳离子交换膜,故D错误.
故选C.

点评 本题考查化学电源新型电池,为高频考点,侧重考查学生获取信息、分析推断能力,根据N元素化合价变化确定正负极,难点是电极反应式的书写,且原电池和电解池原理是高考高频点,要熟练掌握.

练习册系列答案
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2.某学习小组在实验室制取CO2气体的过程中,不慎用到了浓盐酸,导致制得的CO2气体中混有氯化氢气体,他们设计了如下除去氯化氢气体并探究CO2与过氧化钠(Na2O2)反应的实验.
查阅资料得知:过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体,能与CO2、H2O发生反应:
2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2
请回答下列问题:

(1)装置A的作用是吸收CO2中混有的HCl.
(2)为确定反应后装置B硬质玻璃管中固体的成分,小组同学取适量固体于试管中,加入足量的蒸馏水
溶解形成溶液M,无气泡产生,则该固体中不含Na2O2,该小组同学继续进行探究.
【提出问题】反应后硬质玻璃管中固体的成分是什么?
【做出猜想】猜想一:Na2CO3猜想二:NaOH          猜想三:Na2CO3和NaOH
经过讨论,大家一致认为猜想不合理,理由是根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,反应前有碳元素,反应后也应有碳元素.
【实验验证】小组同学取上述形成的溶液M于试管中,向其中加入过量的BaCl2或Ba(NO32或CaCl2或Ca(NO32溶液,若产生白色沉淀,过滤,向滤液中滴加几滴酚酞试液,溶液变红,则证明猜想三成立.
【交流反思】小组中有同学认为,将上述滤液中滴加的酚酞试液换成硝酸铜溶液,也能得出同样的结论,
你认为该同学的观点正确  (填“正确”或“错误”),理由是因为氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,如果有蓝色沉淀生成,说明固体中含有氢氧化钠;.
【拓展延伸】在盛有氯化铵(NH4Cl)浓溶液的试管中,加入足量的过氧化钠(Na2O2)固体,有气泡产生,产生的气体是O2和NH3
19.化学兴趣小组同学运用类比学习的思想,探究过氧化钠与二氧化硫的反应.小组同学改进了如图所示的装置进行实验制取SO2的反应.充分反应,B中固体由淡黄色变为白色(Na2O2完全反应),将带火星的木条插入试管C中,木条复燃.试回答下列问题:
(1)请你完成装置改进的措施和理由:
①措施:在A、B之间加一个干燥管,作用产生二氧化硫没有干燥,水蒸气会与Na2O2反应.
②措施:为确保C中的实验现象发生,在B、C之间加一个装有NaOH溶液的洗气瓶,作用除去SO2气体防止污染空气.
(2)某同学推断该白色固体为Na2SO3,则其化学反应方程式是2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(3)任何的推论都要经过检验,请完成对白色固体成分的探究:
限选实验仪器与试剂:烧杯、试管、药匙、滴管、酒精灯、带单孔胶塞的导管、棉花、试管夹;3mol•L-1HCl、6mol•L-1HNO3、NaOH稀溶液、蒸馏水、1mol•L-1 BaCl2溶液、澄清石灰水、品红溶液.
①提出合理假设:
假设1:白色固体为Na2SO3; 假设2:白色固体为Na2SO4
假设3:白色固体为Na2SO3与Na2SO4的混合物.
②设计实验方案证明以上三种假设,并按表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论.
实验操作预期现象与结论
步骤1:取少量白色固体于试管,加入过量3mol•L-1的稀盐酸,塞上单孔胶塞,将生成的气体通入品红溶液.若有能使品红溶液褪色的无色气体生成,说明白色固体含有Na2SO3,则假设1或3成立,若无该现象,则假设2成立.
步骤2:在步骤1反应后的溶液加入1mol•L-1BaCl2溶液.若有白色沉淀生成,则说明白色固体含Na2SO4
结合步骤1的结论,则假设3成立,若无该现象,则假设1成立.

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