(1)二甲醚燃料電池的正極反應(yīng)式為
O2+4H++4e-═2H2O
O2+4H++4e-═2H2O
.電池在放電過(guò)程中,負(fù)極周?chē)芤旱膒H
減小
減小
.(填“增大”、“減小”或“不變”)
(2)以上述電池為電源,通過(guò)導(dǎo)線電解池相連.兩極為石墨,電解質(zhì)溶液為1L 0.1mol/L KCl溶液,寫(xiě)出電解總反應(yīng)的離子方程式為
2Cl-+2H2O
 電解 
.
 
H2↑+Cl2↑+2OH-
2Cl-+2H2O
 電解 
.
 
H2↑+Cl2↑+2OH-

(3)室溫時(shí),按上述(2)電解一段時(shí)間后,取25mL上述電解后溶液,滴加0.2mol/L  醋酸得到如圖2.不考慮能量損失和氣體溶于水,溶液體積變化忽略不計(jì)).
①若圖2中的B點(diǎn)pH=7,則滴定終點(diǎn)在
AB
AB
區(qū)間(填“AB”、“BC”或“CD”).B點(diǎn)溶液中離子濃度大小為
c(CH3COO-)=c(K+)>c(H+)=c(OH-
c(CH3COO-)=c(K+)>c(H+)=c(OH-

②D點(diǎn)溶液中c(HAc)
  c(Ac-)(填>、<或=).
分析:(1)由氫離子移動(dòng)方向可知左側(cè)電極為負(fù)極,右側(cè)電極為正極;燃料電池中,正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng),根據(jù)負(fù)極附近氫離子濃度變化判斷pH變化;
(2)電解氯化鉀溶液時(shí),陽(yáng)極上氯離子放電,陰極上氫離子放電,同時(shí)溶液中還生成氫氧化鉀;
(3)醋酸為弱酸,恰好中和時(shí)溶液呈堿性,pH>7,C點(diǎn)醋酸過(guò)量,溶液呈酸性.
解答:解:(1)由氫離子移動(dòng)方向可知左側(cè)電極為負(fù)極,右側(cè)電極為正極,燃料電池中,氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水,電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-═2H2O,負(fù)極上二甲醚失電子生成氫離子,導(dǎo)致負(fù)極附近氫離子濃度增大,溶液的pH減小,
故答案為:O2+4H++4e-═2H2O;減小;
(2)電解氯化鉀溶液時(shí),陽(yáng)極上氯離子放電,陰極上氫離子放電,同時(shí)溶液中還生成氫氧化鉀,所以電池反應(yīng)式為:2Cl-+2H2O
 電解 
.
 
H2↑+Cl2↑+2OH-,
故答案為:2Cl-+2H2O
 電解 
.
 
H2↑+Cl2↑+2OH-;
(3)①醋酸為弱酸,恰好中和時(shí)溶液呈堿性,pH>7,應(yīng)為與AB之間,溶液呈中性,則c(H+)=c(OH-),根據(jù)電荷守恒得c(CH3COO-)=c(K+ ),鹽溶液中酸根離子濃度大于氫離子濃度,所以離子濃度大小順序是c(CH3COO-)=c(K+ )>c(H+)=c(OH-),
故答案為:AB;c(CH3COO-)=c(K+ )>c(H+)=c(OH-);
 ②根據(jù)圖象知,電解后溶液的pH=13,則氫氧化鉀濃度為0.1mol/L,取25mL上述電解后溶液,滴加0.2mol/L醋酸,當(dāng)醋酸溶液的體積為25mL時(shí),溶液中的溶質(zhì)是等物質(zhì)的量的醋酸鈉和醋酸,D點(diǎn)溶液呈酸性,說(shuō)明酸的電離程度大于酸根離子的水解程度,所以c(HAc)<c(Ac-),
故答案為:<.
點(diǎn)評(píng):本題考查了原電池和電解池原理、離子濃度大小的判斷,根據(jù)電極上得失電子判斷原電池正負(fù)極,根據(jù)離子放電順序確定電解池中電池反應(yīng)式,難點(diǎn)是圖2中各點(diǎn)溶質(zhì)的判斷,難度較大.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

甲醇是一種化工原料,工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng):CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.8kJ?mol-1
若在溫度、容積相同的3個(gè)密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒容,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器
反應(yīng)物投入量 1molCO.2molH2 1mol CH3OH 2molCO、4molH2
CH3OH的濃度(mol/L) c1 c2 c3
反應(yīng)的能量變化 放出Q1 kJ 吸收Q2 kJ 放出Q3 kJ
平衡常數(shù) K1 K2 K3
反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率 α 1 α 2 α 3
①容器內(nèi)壓強(qiáng)P:2P甲與2P乙與P丙關(guān)系是
2P甲等于2P乙且大于P丙
2P甲等于2P乙且大于P丙

②變化的熱量數(shù)值Q中,Q1 與Q2的和是
90.8
90.8

③畫(huà)出平衡時(shí)甲醇的百分含量(縱坐標(biāo))隨溫度(橫坐標(biāo))的變化曲線,要求畫(huà)出壓強(qiáng)不同的兩條曲線(標(biāo)出p1、p2,且p1<p2).
④在一定溫度和壓強(qiáng)下,CO和H2催化合成二甲醚反應(yīng)為:3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)如圖為綠色電源“直接二甲醚燃料電池”工作原理示意圖,a電極的反應(yīng)式為
CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+
CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

二甲醚(CH3OCH3,沸點(diǎn)為-24.9℃)被稱(chēng)為21世紀(jì)的新型能源.科學(xué)家利用太陽(yáng)能分解水生成的氫氣與從煙道氣中分離出的CO2在催化劑作用下合成二甲醚,并開(kāi)發(fā)出直接以二甲醚為燃料的燃料電池.其合成流程如下:
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(1)已知:CH3OCH3(g)、H2(g)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為:△H=-1455.0kJ?mol-1、△H=-285.8kJ?mol-1.寫(xiě)出以CO2、H2合成CH3OCH3的熱化學(xué)方程式:
 

(2)15~20%的乙醇胺.(HOCH2CH2NH2)水溶液具有弱堿性,上述合成線路中用作CO2吸收劑.寫(xiě)出吸收CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式
 

(3)一定條件下用CO2和H2合成二甲醚,反應(yīng)物氣流量對(duì)CO2的轉(zhuǎn)化率、二甲醚的選擇性(是指轉(zhuǎn)化生成二甲醚的碳占已轉(zhuǎn)化碳的比例)影響結(jié)果如圖1所示,當(dāng)控制氣流量為28mL?min-1時(shí),則生成0.3mol二甲醚需要通入CO2的物質(zhì)的量為
 

(4)圖2為二甲醚燃料電池示意圖.
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①b電極為
 
,a電極的電極反應(yīng)式為
 
.  
該燃料電池的最大障礙是氧化反應(yīng)不完全而產(chǎn)生
 
(填物質(zhì)名稱(chēng))而導(dǎo)致通入電極的氣體通道堵塞.
②若以1.12L?min-1(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的速率向該電池中通入二甲醚,用該電池電解500mL 2mol?L-1 CuSO4溶液,通電0.50min后,計(jì)算理論上可析出金屬銅的質(zhì)量(寫(xiě)出解題過(guò)程).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

“生物質(zhì)“是指由植物或動(dòng)物生命體衍生得到的物質(zhì)的總稱(chēng).“生物質(zhì)能”是人類(lèi)解決能源危機(jī)的一種重要的能源.“生物質(zhì)”在一定條件下可氣化為CO、H2等原料氣,進(jìn)而合成甲醇和二甲醚(CH3OCH3),相關(guān)反應(yīng)為:①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)    ②4H2(g)+2CO(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)
請(qǐng)根據(jù)圖1所示回答問(wèn)題:精英家教網(wǎng)
(1)由H2和CO合成二甲醚的熱化學(xué)方程式是
 

(2)在T1、T2溫度下,向兩個(gè)容積相同的密閉容器中分別通入1molCO和2molH2合成甲醇,則T1、T2溫度下對(duì)應(yīng)反應(yīng)的平衡常數(shù)K1
 
K2 (選填“<”、“>”或“=”).
(3)在一定條件下,向一個(gè)容積可變的密閉容器中充入4molH2、2molCO、1molCH3OCH3(g)和1molH20(g),經(jīng)一定時(shí)間反應(yīng)②達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)測(cè)得混合氣體的密度是起始時(shí)的1.6倍.反應(yīng)開(kāi)始時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為V(正)
 
V(逆)(選填“>”、“<”或“=”),平衡時(shí)n(CH3OCH3)=
 
mol.
(4)如圖2為綠色電源“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖.(a、b均為多孔性Pt電極)b電極是
 
極.(填“正”或“負(fù)”)
a電極上的電極反應(yīng)為
 

(5)CaSO4是一種微溶物質(zhì),已知Ksp(CaSO4)=9.10×10-6.現(xiàn)將c mol?L-1CaCl2溶液與2.00×10-2mol?L-1Na2S04溶液等體積混合(忽略體積的變化>,則生成沉淀時(shí),c的最小值是
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

甲醇(CH3OH)和二甲醚(CH3OCH3)被稱(chēng)為21世紀(jì)的新型燃料.以CH4和H2O為原料制備二甲醚和甲醇的工業(yè)流程如下:
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(1)寫(xiě)出催化反應(yīng)室1中在一定條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)方程式:
 

(2)在壓強(qiáng)為0.1MPa條件下,反應(yīng)室3(容積為V L)中a mol CO與2a mol H2在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示,則
①p1
 
(填“<”“>”或“=”)p2
②在其他條件不變的情況下,反應(yīng)室3再增加a mol CO與2a mol H2,達(dá)到新平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率
 
(填“增大”“減小”或“不變”).
③在p1壓強(qiáng)下,100℃時(shí),反應(yīng):CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)的平衡常數(shù)為
 
.(用含a、V的代數(shù)式表示)
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(3)圖2為綠色電源“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖,a電極的電極反應(yīng)式為
 

(4)水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下:
①2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g);△H=-90.8kJ?mol-1
②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g);△H=-23.5kJ?mol-1
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g);△H=-41.3kJ?mol-1
則反應(yīng):3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=
 

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