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12.如圖所示是甲烷燃料電池工作時的裝置,乙池中的兩個電極一個是石墨電極,一個是銅電極,工作時A、B兩個電極的質量都不減少,請回答下列問題:
(1)A電極的材料是石墨,電極名稱是陽極,A極的電極反應式為2Cl--2e-═Cl2↑,加入甲烷的鉑電極電極名稱是負極,電極反應式為CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;
(2)乙池中總反應的離子方程式為:2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$=Cl2↑+H2↑+2OH-
(3)在此過程中,乙池中某一電極析出氫氣0.56L(標準狀況),甲池中理論上消耗氧氣0.28L(標準狀況下);若此時乙池溶液的體積為500mL,假設產生的氣體全部逸出,則乙池中溶液的pH為13.

分析 (1)堿性燃料電池中通入甲烷的一極為原電池的負極,通入氧氣的一極為原電池的正極,乙池為電解池,乙池中的兩個電極一個是石墨電極,一個是鐵電極,工作時A、B兩個電極的質量都不減少,A連接原電池的正極,應為電解池的陽極,則應為石墨材料,B為電解池的陰極,為鐵電極,結合溶液中的離子放電順序分析;
(2)乙池中陰極上氫離子得電子,陽極上氯離子失電子生成氯氣;
(3)根據(jù)電極方程式中電子與物質之間的物質的量關系計算.

解答 解;(1)堿性燃料電池中通入甲烷的一極為原電池的負極,通入氧氣的一極為原電池的正極,乙池為電解池,乙池中的兩個電極一個是石墨電極,一個是鐵電極,工作時A、B兩個電極的質量都不減少,A連接原電池的正極,應為電解池的陽極,則應為石墨材料,B為電解池的陰極,為鐵電極,A電極上氯離子失電子生成氯氣,其電極方程式為:2Cl--2e-═Cl2↑;加入甲烷的鉑電極上甲烷失電子生成碳酸根離子和水,其電極方程式為:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;
故答案為:石墨;陽極;2Cl--2e-═Cl2↑;負極;CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;
(2)乙池中陰極上氫離子得電子,陽極上氯離子失電子生成氯氣,則乙池中總反應的離子方程式為:2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$=Cl2↑+H2↑+2OH-;
故答案為:2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$=Cl2↑+H2↑+2OH-
(3)乙池中陰極上氫離子得電子,2H++2e-═H2↑,析出氫氣0.56L(標準狀況),其物質的量為$\frac{0.56L}{22.4L/mol}$=0.025mol,則轉移電子為0.05mol,正極反應式為2O2+8H++8e-=4H2O,則消耗的氧氣為0.0125mol,其體積為0.28L;乙池中總反應的離子方程式為:2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$=Cl2↑+H2↑+2OH-,根據(jù)氫氣的物質的量可知,生成的氫氧根離子的物質的量為0.05mol,c(OH-)=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L,所以溶液的pH=13;
故答案為:0.28L;13.

點評 本題考查了原電池原理和電解池原理,明確原電池和電解池電極上發(fā)生反應的類型即可分析解答本題,題目難度中等,注意電極反應式的書寫與電解質溶液的酸堿性有關.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

18.下列反應中硫酸既表現(xiàn)了氧化性,又表現(xiàn)了酸性的是( 。
A.Cu+2H2SO4(濃)═CuSO4+SO2↑+2H2OB.NaCl+H2SO4(濃)═NaHSO4+HCl↑
C.C+2H2SO4(濃)═2SO2↑+CO2↑+2H2OD.H2SO4+Na2SO3═Na2SO4+H2O+SO2

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

3.(1)某可逆反應在不同條件下的反應歷程分別為A、B,如圖所示.
①據(jù)圖判斷該反應是吸(填“吸”或“放”)熱反應,當反應達到平衡后,其他條件不變,升高溫度,反應物的轉化率增大(填“增大”、“減小”或“不變”);
②其中B歷程表明此反應采用的條件為D(選填序號).
A.升高溫度 B.增大反應物的濃度  C.降低溫度     D.使用催化劑
(2)1000℃時,硫酸鈉與氫氣發(fā)生下列反應:Na2SO4(s)+4H2(g)?Na2S(s)+4H2O(g)該反應的平衡常數(shù)表達式為$\frac{{c}^{4}({H}_{2}O)}{{c}^{4}({H}_{2})}$.
已知K1000℃<K1200℃,若降低體系溫度,混合氣體的平均相對分子質量將減。ㄌ睢霸龃蟆薄ⅰ皽p小”或“不變”)
(3)生鐵在潮濕空氣中會發(fā)生吸氧腐蝕.
①電解質溶液可選用(填序號)AC.
A.NaOH溶液    B.C2H5OH    C.NaCl溶液    D.稀硫酸
②寫出生鐵在潮濕空氣中吸氧腐蝕正極的電極反應式2H2O+O2+4e-=4OH-

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

20.下列有關電池的說法中正確的是( 。
A.太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅
B.銅鋅原電池工作時,電子從銅電極沿外電路流向鋅電極
C.鉛蓄電池的負極為PbO2,屬于二次電池
D.鋅錳干電池中,鋅電極是負極

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

7.如下圖所示的裝置,C.D.E.F.X.Y都是惰性電極.將電源接通后,向(乙)中滴入酚酞溶液,在F極附近顯紅色.則以下說法正確的是( 。
A.電源B極是正極
B.欲用丙裝置給銅鍍銀,H應該是Ag,電鍍液是AgNO3溶液
C.甲、乙裝置的C、D、E、F電極均有單質生成,其物質的量之比為1:2:2:2
D.裝置乙中E極附近產生可燃氣體

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

17.將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間,以下敘述正確的是( 。
A.兩燒杯中銅片表面均無氣泡產生
B.甲中銅片是正極,乙中銅片是負極
C.兩燒杯中溶液的酸性均減弱
D.甲裝置的導線中有電流,電流方向為鋅→銅

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

4.某化學興趣小組利用MnO2 和濃HCl 及如圖裝置制備Cl2.下列分析中不正確的是( 。
A.A 中可用分液漏斗代替長頸漏斗
B.A 中缺少加熱裝置
C.B 中盛放的NaOH 溶液可以凈化Cl2
D.D 中盛放的NaOH 溶液可以吸收尾氣

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

1.瑞典化學家舍勒將軟錳礦(主要成分為MnO2)與濃鹽酸混合加熱,在世界上首先得到了氯氣.已知Cl2和堿溶液在不同條件下,得到的產物不同,某興趣小組用如圖所示裝置制取氯酸鉀、次氯酸鈉和探究氯水的性質.


圖中:A為氯氣發(fā)生裝置;B的試管里盛有15mL 30% KOH溶液,并置于水浴中;C的試管里盛有15mL 8% NaOH溶液,并置于冰水浴中;D的試管里盛有紫色石蕊試液.
請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)制取氯氣時,在圓底燒瓶里加入一定質量的二氧化錳,通過分液漏斗(填儀器名稱)向圓底燒瓶中加入適量的濃鹽酸.裝置A中反應的離子方程式是MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O.
(2)制取氯酸鉀是在裝置B中進行的,裝置B中制取氯酸鉀的化學反應方程式是3Cl2+6KOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$KClO3+5KCl+3H2O.該小組同學發(fā)現(xiàn)制得的氯酸鉀產量偏低,原因是氯氣中含有雜質,改進方法是在裝置A、B之間加一個盛飽和食鹽水的洗氣瓶.
(3)實驗中裝置D的試管中產生的現(xiàn)象是溶液先變紅后褪色.
(4)請在裝置圖方框中畫出上述實驗還缺少的裝置,并注明試劑.
(5)該小組同學認為:SO2和氯水都有漂白性,二者混合后的漂白性肯定會更強.但是如果將SO2和Cl2同時通入到品紅溶液中,則會發(fā)現(xiàn)褪色效果并不像該小組同學想象的那樣.請你分析原因(用離子方程式表示)SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+2Cl-

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

2.某化學興趣小組在加熱條件下利用二氧化錳和濃鹽酸反應來制取并收集氯氣.
(1)若要制取純凈干燥的氯氣,應使氣體依次通過裝有飽和食鹽水和濃硫酸的洗氣瓶.
(2)某同學不慎將MnO2和KCl粉末混合了,分離該混合物的方法和步驟如下,請補充完整,①先在盛有混合粉末的燒杯中加入適量的水溶解;②將①所得的混合物過濾,該操作所用玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯;③洗滌、干燥沉淀得到MnO2;將第②步操作所得液體蒸發(fā)結晶(填操作名稱)得到KCl固體.

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