分析 (1)CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)△H=260kJ•mol-1①
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ•mol-1②,
將方程式2①+②得 2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g),根據蓋斯定律書寫熱化學反應方程式;
(2)①II中首先鍍銅,則Cu作陽極、Fe作陰極,I中a處電極為負極、b處電極為正極,負極上通入燃料、正極上通入氧化劑;甲烷失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水;
②根據I中氫氧根離子濃度變化確定溶液pH變化;II中發(fā)生電鍍,陽極上溶解的銅質量等于陰極上析出銅的質量;
③原電池中陽離子移向正極,陰離子移向負極,根據電極反應式進行計算即可.
(3)n(NaOH)=0.3mol,n(CO2)=0.2mol,二者發(fā)生CO2+3OH-=HCO3-+CO32-+H2O,生成等物質的量的NaHCO3和Na2CO3,溶液水解呈堿性,且水解程度CO32->HCO3-,結合結合CO32-+H2O?HCO3-+OH-,HCO3-+H2O?H2CO3+OH-,以及電荷守恒、物料守恒解答該題.
解答 解:(1)CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)△H=260kJ•mol-1①
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ•mol-1②,
將方程式2①+②得 2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)△H=-46kJ•mol-1 ,
故答案為:2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)△H=-46kJ•mol-1 ;
(2)①II中首先鍍銅,則Cu作陽極、Fe作陰極,I中a處電極為負極、b處電極為正極,負極上通入燃料、正極上通入氧化劑,所以a處通入的氣體是甲烷;甲烷失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水,電極反應為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,
故答案為:CH4;CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;
②根據I中電池反應為CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,KOH參加反應導致溶液中KOH濃度降低,則溶液的pH減。
II中發(fā)生電鍍,陽極上溶解的銅質量等于陰極上析出銅的質量,則溶液中銅離子濃度不變,
故答案為:變小;不變;
③原電池中陽離子移向正極,H+移向b電極,陰離子移向負極,a處是負極,電極上發(fā)生失電子的氧化反應,該電極上發(fā)生的電極反應式為CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+,故答案為:b;CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+;
(3)n(NaOH)=0.3mol,n(CO2)=0.2mol,二者發(fā)生CO2+3OH-=HCO3-+CO32-+H2O,生成等物質的量的NaHCO3和Na2CO3,溶液水解呈堿性,且水解程度CO32->HCO3-,結合結合CO32-+H2O?HCO3-+OH-,HCO3-+H2O?H2CO3+OH-,
A.溶液呈電中性,溶液中陰陽離子所帶電荷相等,所以c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-),故A錯誤;
B.n(CO32-)+n(HCO3-)+n(H2CO3)=0.2mol,n(Na+)=0.3mol,根據物料守恒得,2C(Na+)=3[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)],故B正確;
C.n(CO32-)+n(HCO3-)+n(H2CO3)=0.2mol,n(Na+)=0.3mol,又存在①CO32-+H2O?HCO3-+OH-,②HCO3-+H2O?H2CO3+OH-,水解程度①>②且水解程度都較小,則c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-),則有c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),故C正確;
D.根據陰陽離子所帶電荷相等得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)①,根據物料守恒得2c(Na+)=3[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)]②,將方程式②-①×2得2c(OH-)+c(CO32-)=c(HCO3-)+3c(H2CO3)+2c(H+),故D正確.
故選BCD.
點評 本題考查了蓋斯定律、原電池和電解池原理,根據電解池中Cu、Fe電極上發(fā)生的反應確定燃料電池中正負極及電極上通入的氣體,再結合轉移電子相等計算,難點是電極反應式的書寫.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 純凈的鐵是光亮的銀白色金屬 | |
B. | 鐵能被磁鐵吸引,在磁場作用下,鐵自身也能產生磁性 | |
C. | 鐵是地殼中含量最多的金屬元素,所以分布在地殼的鐵有游離態(tài)也有化合態(tài) | |
D. | 純鐵的抗蝕能力相當強,在干燥的空氣里不易被氧化 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 充電時陽極反應為Zn-2e-+2OH-═Zn(OH)2 | |
B. | 充電時OH-向陽極移動 | |
C. | 放電時每轉移3mole-正極有1molK2FeO4被氧化 | |
D. | 充電時,電源的正極應與電池的Zn(OH)2極相連 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | a中參加反應的官能團是羧基 | B. | 生活中b可作燃料和溶劑 | ||
C. | c極易溶于水 | D. | 該反應類型為取代反應 |
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