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14．（1）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理如圖．該電池在使用過程中石墨I電極上生成氧化物Y，其電極反應式為NO2+NO3--e-═N2O5．若生成1molY，則需要消耗標準狀況下氧氣的體積為5.6L．
（2）一以甲醇為原料，使用酸性電解質構成燃料電池，該燃料電池的負極反應式為2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2+12H+；若以甲烷代替該燃料電池中的甲醇，向外界提供相等的電量，則每代替3.2g甲醇，所需標準狀況下的甲烷的體積為1.68．

分析 （1）氧氣在Ⅱ電極上發(fā)生氧化反應，電極Ⅰ上發(fā)生還原反應，NO2被氧化生成的氧化物只能是N2O5，據電子守恒求需要氧氣的體積；
（2）總反應式為2CH3OH+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O，正極是還原反應，氧氣在正極放電，酸性條件下獲得電子生成水，總反應式減去正極反應式可得負極電極反應式；根據轉移電子數目相等計算甲烷的物質的量，再根據V=nVm計算．

解答 解：（1）氧氣在Ⅱ電極上發(fā)生氧化反應，電極Ⅰ上發(fā)生還原反應，NO2被氧化生成的氧化物只能是N2O5，電極Ⅰ上的電極反應式為：NO2+NO3--e-═N2O5，生成1molN2O5，失去1mol電子，得到1mol電子需要0.25mol氧氣，0.25mol×22.4L/mol=5.6L，
故答案為：NO2+NO3--e-═N2O5；5.6；
（2）總反應式為2CH3OH+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O，正極是還原反應，氧氣在正極放電，酸性條件下獲得電子生成水，正極電極反應式為：3O2+12H++12e-=6H2O，總反應式減去正極反應式可得負極電極反應式為：2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2+12H+，即CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+，3.2g甲醇的物質的量為0.1mol，完全燃燒轉移電子數為0.1mol×6=0.6mol，故需要甲烷的物質的量為$\frac{0.6}{8}$mol=0.075mol，需要甲烷的體積為0.075mol×22.4L/mol=1.68L，
故答案為：CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+；1.68．

點評 本題考查了燃料電池的工作原理以及氧化還原反應方程式的書寫、電極反應式書寫及電子守恒的應用，題目難度中等．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

4．反應速率v和反應物濃度的關系是用實驗方法測定的，化學反應：H2+Cl2=2HCl的反應速率v可表示為：v=k[c（H2）]m•[c（Cl2）]n，k為常數，m，n值可用表中的數據確定
v（mol•L-1•s-1）c（H2）（mol•L-1）c（Cl2）（mol•L-1）
1.0k1.01.0
2.0k2.01.0
4.0k2.04.0
由此可推斷m，n值正確的是（　�。�
A．m=1，n=1B．m=$\frac{1}{2}$，n=$\frac{1}{2}$C．m=$\frac{1}{2}$，n=1D．m=1，n=$\frac{1}{2}$

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科目：高中化學 來源： 題型：多選題

5．常溫下，測得0.1mol/L氨水的pH=11，能說明NH3•H2O是弱電解質的實驗操作是（　�。�
A．用pH計測定0.1mol/L氨水的pH
B．用pH試紙測定0.1mol/LNH4Cl溶液的pH
C．將氨水連接在一個帶燈泡的通電電路中，觀察燈泡亮度
D．等濃度、等體積的氨水和NaOH分別與等濃度的鹽酸反應，比較消耗鹽酸體積的多少

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科目：高中化學 來源： 題型：推斷題

2．已知A、B、C、D、E、X存在圖示轉化關系（部分生成物和反應條件略）．

（1）若E為非金屬氧化物，則A與水反應的化學方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO．
①當X是堿性溶液，C分子中有22個電子時，表示X溶液呈堿性的離子方程式為CO32-+H2O?HCO3-+OH-，用結構式表示C分子：O=C=O．
②當X為金屬單質時，則X與B的稀溶液反應生成C的離子反應方程式為Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O．
（2）若E為常見單質氣體，D為白色膠狀沉淀，A的化學式可能是Na或Na2O2，B中含有的化學鍵類型為離子鍵和極性共價鍵，C與X反應的離子方程式為Al3++3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓．
（3）若B為單質氣體，D可與水蒸氣在一定條件下發(fā)生可逆反應生成C和一種可燃性氣體單質，則該可逆反應的化學方程式為CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）．t℃時，在密閉恒容的某容器中投入等物質的量的D和水蒸氣，一段時間后達到平衡，該溫度下反應的化學平衡常數K=1，則D的轉化率為50%．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

9．某化學小組為測定下列各混合物中鋁的質量分數，設計了如下實驗方案：
①銅鋁混合物$\stackrel{足量鹽酸}{→}$充分反應測定生成氣體的體積
②銅鋁混合物$\stackrel{足量氫氧化鈉溶液}{→}$充分反應測定剩余固體的質量
③銅鋁混合物$\stackrel{空氣中加熱}{→}$充分反應測定所得固體的質量
④鐵鋁混合物$\stackrel{足量鹽酸}{→}$充分反應測定生成氣體的體積
以上方案可行的是（　�。�
A．①②③B．②③④C．①③④D．①②③④

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

19．某課外活動小組探究FeCl3溶液與Mg反應的實驗：
（1）甲同學將鎂條放入FeCl3溶液中有大量氣泡，且溶液慢慢變成紅褐色，產生紅褐色的原因是：鎂與水解生成的氫離子反應生成氫氣，促進了三價鐵離子的水解，生成紅褐色的Fe（OH）3溶液．當反應繼續(xù)一段時間后，產生了紅褐色沉淀，導致沉淀的原因是一是生成氫氧化鐵量多，二是溶液中的氯化鎂也增多，離子濃度增大，使紅褐色的Fe（OH）3溶液聚沉生成紅褐色Fe（OH）3沉淀．（回答兩個要點）
（2）乙同學分析了溶液中的離子，依據2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，你認為溶液中離子氧化性：Fe3+＞H+（填＞或＜），他推測發(fā)生反應的離子方程式為2Fe3++Mg=2Fe2++Mg2+．
（3）丙同學為了證實乙同學分析的正確性，驗證以上反應的存在（溶液還有Fe3+），該同學的實驗操作和結論為取反應后的溶液少量于試管中，滴加KSCN溶液，如果不變血紅色，說明反應存在，反之則沒有存在．

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

5．利用廢舊鐵皮（有鐵銹）制備磁性納米Fe3O4．制備流程圖如圖1：

（1）用Na2CO3溶液處理廢舊鐵皮的作用有A．
A．去除油污B．去除鐵銹C．鈍化
（2）①寫出溶液A到溶液B發(fā)生的離子反應方程式2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O．
②由溶液B制得納米Fe3O4的過程中，須持續(xù)通入N2，原因是在N2氣流下，防止Fe2+被氧化．
③將制得納米Fe3O4分散在蒸餾水中，所形成的分散系屬于膠體
（3）用如圖2裝置要粗略測定廢鐵屑中鐵的質量分數，可通過如下裝置測出C容器中生成氣體的體積．在檢查裝置氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，還需進行如下操作：
①記錄C的液面位置；
②待B中反應結束后并恢復至室溫；
③由A向B中滴加足量稀鹽酸溶液；
④上下移動C，使干燥管液面和C中液面相平．
Ⅰ上述操作的順序是③②④①（填序號）．
Ⅱ盛放鹽酸的儀器名稱為分液漏斗．
裝置中導管a的作用是保證液體順利流下，減少收集氣體的體積誤差．
ⅢB中反應結束標志是容器B中固體完全消失或容器B中不產生氣泡．

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

2．如圖1是用硫鐵礦燒渣（主要成分為Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2）為原料制備高純氧化鐵的生成流程示意圖：

回答下列問題：
（1）酸浸使用的是稀鹽酸、過濾后濾液A中的金屬陽離子是Fe2+、Fe3+（寫離子符號）；
（2）濾液B中加入NH4HCO3溶液的離子方程式Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O；
（3）煅燒FeCO3生成產品Ⅰ的化學反應方程式為4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2；
（4）已知幾種鹽的溶解度隨溫度變化的曲線如圖2所示，產品Ⅱ的化學式為K2SO4，為了獲得產品Ⅱ，向（NH4）2SO4溶液中加入KCl溶液后，還需要進行的操作是蒸發(fā)結晶、趁熱過濾、洗滌、干燥．
（5）檢驗產品Ⅱ晶體中是否含有少量的氯化物雜質需用到的試劑是滴加過量Ba（NO3）2溶液、AgNO3溶液；
（6）步驟Ⅲ中可選用C（填序號）試劑調節(jié)溶液的pH．
A．稀硝酸  B．雙氧水C．氨水   D．高錳酸鉀溶液．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

3．鐵及其化合物在日常生活、生產中應用廣泛．氯化鐵和高鐵酸鉀都是常見的水處理劑．如圖為制備氯化鐵及進一步氧化制備高鐵酸鉀的工藝流程．

請回答下列問題：
（1）已知：①Fe2O3（s）+3C（石墨）═2Fe（s）+3CO（g）△H=+489.0kJ•mol-1
②C（石墨）+CO2（g）═2CO（g）△H=+172.5kJ•mol-1
用赤鐵礦為原料在高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應為
Fe2O3（s）+3CO（g）?2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5 kJ•mol-1．
（2）吸收劑X的溶質為FeCl2（寫化學式）．
（3）氧化劑Y為“84消毒液”的有效成分，則在堿性條件下反應①的離子方程式為2Fe3++3ClO-+10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O．
（4）過程②是在某低溫下進行的，反應的化學方程式為2KOH+Na2FeO4═K2FeO4+2NaOH，說明此溫度下Ksp（K2FeO4）＜Ksp（Na2FeO4）（填“＞”或“＜”）．假定此過程中Na2FeO4完全轉化為K2FeO4，若最終制得粗產品K2FeO4 206.25t，產品純度為96%，則理論上至少需要氧化劑Y的質量是55.875t．
（5）高鐵電池是一種新型二次電池，電解液為強堿溶液，其電池反應為
3Zn+2K2FeO4+8H2O$?_{放電}^{充電}$3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH
放電時電池的負極反應式為Zn+2OH--2e-═Zn（OH）2．

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