20、(2010·山东实验中学模拟)熔融碳酸盐燃料电池(MCFS)，发明于1889年。现有一个碳酸盐燃料电池，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1：1)直接作燃料，其工作原理如图所示。

请回答下列问题：

(1)B极为_________极，发生_________(填“氧化”或“还原”)反应

(2)电池总反应为___________________________________________。

(3)以此电源电解足量的CuSO₄溶液，阳极产生气体0.56 L(已换算为标准状况)，则阴极产物的质量为　　　 　______g。电解后溶液体积为1 L，溶液的PH约为　　　　 。

(4)电池中的电解质碳酸钠形成的水溶液体系不能用带玻璃塞的试剂瓶保存，其原因是

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (用化学方程式表示)

[解析](1)燃料电池中O₂得电子，发生还原反应，为正极

(2)CO+H₂+O₂= CO₂+ H₂O

(3)电解CuSO₄溶液，阳极生成O₂，阴极生成Cu，其质量为m=0.56L/22.4L·mol^-1×2×64g/mol=3.2g,

[H⁺]=0.56L/22.4L·ol^-1×4÷1L=1mol/L

(4)碳酸钠水溶液中，CO₃^2-发生水解，使溶液显碱性。

[答案](1)正极　 还原　 (2)CO+H₂+O₂= CO₂+ H₂O

(3)3.2　　　 1　 (4)CO₃^2-+H₂O CO₃^-+O H^-

19、(2010·江苏南通模拟)普通水泥在固化过程中自由水分子减少，并且溶液呈碱性。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu+Ag₂O＝Cu₂O+2Ag，下列有关说法正确的是(　　 )

A．工业上以黏土、石灰石为主要原料来制造水泥

B．测量原理示意图中，Ag₂O为负极

C．负极的电极反应式为：2Cu+2OH^-－2e^-＝Cu₂O+H₂O

D．电池工作时，OH^－向正极移动

[解析]选AC。测量原理示意图中，Ag₂O发生还原反应，为正极；电池工作时，OH^－向发生氧化反应的一极即负极移动。

18、(2010·潍坊模拟)有四种燃料电池，A．固体氧化物燃料电池B．碱性氢氧化物燃料电池C．质子

交换膜燃料电池D．熔融盐燃料电池，下面是工作原理示意图，其中正极反应生成水的是(　 )

[解析]选C。A项，正极反应生成O^2- ；B 项正极反应生成OH^-；C项正极反应生成H₂O；D 项，正极反应生成CO₃^2-。

17. (2010·南开中学模拟)用铜片、银片、Cu (NO₃)₂溶液、AgNO₃溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO₃的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是(　 )

　①在外电路中，电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为：Ag⁺+e^-=Ag

　③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作

　④将铜片浸入AgNO₃溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同

　A. ①②　　　 　 B.②③　　　 C.②④　　　　 D.③④

[解析]选C。在外电路中，电流由正极银电极流向负极铜电极；取出盐桥，不能形成闭合回路，原电池不能继续工作；该原电池反应与铜片浸入AgNO₃溶液中发生的化学反应都是Cu+ 2Ag⁺=2Ag+Cu²⁺.

16、(2010·南开中学模拟)X、Y、M、Z、W为原子序数依次增大的五种短周期元素，其中X元素原子的核外电子总数等于其电子层数，Z元素的气态氢化物和它的氧化物在常温下反应生成Z单质和水，X与Y、W可分别形成YX₃和XW型共价化合物，YX₃极易溶于水。

⑴X与M可形成电子总数为18的液态化合物，该化合物电子式是__________________，是　　　 __________(极性或非极性)分子。

⑵Z元素氢化物的沸点比M的氢化物_______(填“低”或“高”)。

原因是：______________________________________

⑶已知X单质和Y单质反应生成YX₃是可逆反应，△H<0。将X、Y的两种单质以等物质的量充入一密闭容器中，在适当催化剂和恒温、恒压条件下反应。下列说法正确的是_______。

a. 达到化学平衡时，任何一种物质的正反应速率与逆反应速率相等

b. 反应过程中，Y单质的体积分数始终为50%

c. 达到化学平衡时，X、Y两种单质在混合气体中的物质的量之比为1∶1

d. 达到化学平衡的过程中气体平均相对分子质量减小

e. 达到化学平衡后，升高温度，YX₃的体积分数增大

⑷Z元素与常见的金属元素N形成NZ₂的化合物，该物质消耗1mol氧气，放出QkJ热量，写出该反应的燃烧热的热化学方程式：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

⑸如图所示装置，两玻璃管中盛满XW溶液，C(Ⅰ)、 C(Ⅱ)为多孔石墨电极。接通S₁后，两玻璃管中有气体生成。一段时间后(两玻璃管中液面未脱离电极)，断开S₁，接通S₂，电流表的指针发生偏转。此时：

C(I)的电极名称是　　　　　　 ；

C(II)的电极反应式是

　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

[解析]根据题意，X元素为H元素，Z元素为S元素，X与Y、W可分别形成YX₃和XW型共价化合物，YX₃极易溶于水，所以Y为N元素，W为Cl元素。

(1)H₂O₂为19电子的液态化合物，所以M元素为O元素。

(2)H₂O的沸点比H₂S高，是因为H₂O中有氢键

(3)a是化学平衡的定义，正确；b中，假设N₂和H₂的起始物质的量均为1mol，反应过程中N₂反应了xmol，则N₂的体积分数为(1-x)/(1-x+1-3x+2x)=0.5，故b正确；C中X、Y两种单质起始物质的量之比为1：1，但是转化物质的量之比为1：3，所以平衡时不可能为1：1；d项，因为反应为△Vg<0的反应，所以随反应进行，平均相对分子质量增大。E项，因为正向反应放热，所以升高温度，反应逆向移动，YX₃的体积分数减小。

(4)

(5)接通S₁时，C(I)为电解池阴极，生成H₂，C(II)为电解池阳极，生成Cl₂，断开S₁，接通S₂，构成了氢氯燃料电池，负极为氢气失去电子，正极为氯气得到电子。　

[答案](1)　　 　　　　　　　极性　　

(2)低　

H₂O分子间有氢键，分子间作用力增强，熔沸点升高

　 (3)ab　　

(4)

(5)负极　　

15、(2010·南开中学模拟)固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物作为电解质。其工作原理如下图所示：下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是(　　 )

A．电极b为电池负极，电极反应式为2O₂+4e^－＝4O^2－

B．固体氧化物的作用是让电子在电池内通过

C．若H₂作为燃料气，则接触面上发生的反应为H₂+2OH^－－4e^－＝2H⁺+H₂O

D．若C₂H₄作为燃料气，则接触面上发生的反应为C₂H₄+6O^2－－12e^－＝2CO₂+2H₂O

[解析]选D。A项中电极b为正极；B项中固体氧化物的作用是通过阴阳离子的定向移动导电，电子不能通过；C项中反应应为H₂+O^2－－2e^－＝H₂O。

13、(2010·南开中学模拟)下列离子方程式一定正确的是(　 )

　 A．用惰性材料作电极，电解饱和金属氯化物溶液的离子方程式：

2Cl^- +2H₂O　　　　 Cl₂↑+H₂↑+2OH^-

 B．用铂作电极，在KOH溶液中，甲烷-空气构成燃料电池，负极反应式：

　　 CH₄+8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O

　 C．在明矾溶液中滴加氢氧化钡溶液至沉淀量最大：

　　 Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-=AlO₂^-+2BaSO₄↓+2H₂O

　 D．碳酸钠溶液中滴加苯酚溶液至过量：

　　 CO₃^2-+2C₆H₅OH→2C₆H₅O^-+CO₂↑+H₂O

[解析]选C。A项，若电解饱和金属氯化物溶液产生难溶物如电解MgCl₂产生Mg(OH) ₂，则离子方程式不能写成2Cl^- +2H₂O　　 　　Cl₂↑+H₂↑+2OH^-； B项，正确的负极反应式为CH₄-8e^-+10OH^-

=CO₃^2-+7H₂O；D项，碳酸钠与苯酚反应生成碳酸氢钠不能产生CO₂，正确的离子方程式为CO₃^2-+C₆H₅OH→C₆H₅O^-+HCO₃^-。

12、(2010·南开中学模拟)据报道，最近摩托罗拉公司研制了一种有甲醇和氧气，以及强碱作电解质的新型手机电池，电量可达到现用镍氢电池的10倍，有关此电池的叙述错误的是(　　 )

A．溶液中的阳离子移向正极

B．负极反应式：CH₃OH + 8OH^－ － 6e^－= CO₃^2－ +　 6H₂O

C．电池在使用过程中，电解质溶液的c(OH^－)不变

D．当外电路通过6 mol电子时，理论上消耗1.5 mol O₂

[解析]选C。A项，溶液中的阳离子移向发生还原反应的一极即正极；B项，负极CH₃OH发生氧化反应；C项，电池在使用过程中，电解质溶液的c(OH^－)减少；D项，1 mol O₂消耗可转移4mol电子，外电路通过6 mol电子时，消耗1.5 mol O_2。

10、(2010·南开中学模拟)下列叙述正确的是(　 )

A．用两支惰性电极电解硫酸铜溶液，当有1´10^-3molOH^-放电时，阴极上析出标况下氢气11.2mL

B．能使甲基橙显红色的溶液中可以大量存在Fe²⁺、Cl^-、NO₃^-、Na⁺、SO₄^2-离子

C．将固体Si放入NaOH溶液中所发生反应的离子方程式为：Si + 2OH^- + H₂O=SiO₃^2- + 2H₂­

D．碳酸钠溶液显碱性的原因为：CO₃^2- + H₂O = HCO₃^- + OH^-

[解析]选C。A项，惰性电极电解硫酸铜溶液，阴极上析出铜不是氢气；B项，能使甲基橙显红色的溶液显酸性，酸性条件下NO₃^-具有强氧化性，Fe²⁺不能大量存在；D项CO₃^2-水解方程式书写错误_。

_11、(2010·南开中学模拟)2008年北京举行奥运会时，北京市区90%的公交车和70%的出租车将使用清洁燃料，为全球奥运选手和北京市民提供舒适、快捷、清洁的交通服务。上海将使用1000辆以上清洁汽车和电动汽车，包括20-30辆燃料电池车。通常用的清洁燃料是指压缩天燃气和液化石油气。下列有关说法不正确的是(　 )

①压缩天燃气和液化石油气都属于碳氢化合物

②使用清洁能源主要是考虑防止沙尘暴

③电动汽车和氢燃料电池车可实现污染物的“零排放”

④用固体氧化物陶瓷做电解质(传递O^2-)的燃料电池车，正极发生的电极反应为：H₂+O^2--2e^-=H₂O

A．①②　　　　　 B．②③　　　　　 C．③④　　　　　 D．②④

[解析]选D。天燃气主要成分是CH₄，液化石油气主要成分是丁烷，都属于碳氢化合物；使用清洁能源主要是减少大气污染；燃料电池车的正极发生还原反应，电极反应为：O₂+ 4e^-= 2O^2-。