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甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛,请回答下列问题。 (1)高炉冶铁过程中,甲...

甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛,请回答下列问题。

1)高炉冶铁过程中,甲烷在催化反应室中产生水煤气(COH2)还原氧化铁,有关反应为:CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g) ΔH=+260 kJ·mol1

已知:2CO(g)O2(g)=2CO2(g)   ΔH=-566 kJ·mol1

CH4O2反应生成COH2的热化学方程式为:_______________________________

2)如下图所示,装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。

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a处应通入______(填“CH4”或“O2)b处电极上发生的电极反应式是         

②电镀结束后,装置Ⅰ中溶液的pH             (填写“变大”“变小”或“不变”)

   装置Ⅱ中Cu2的物质的量浓度               (填写“变大”“变小”或“不变”)

③电镀结束后,装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH以外还含有            (忽略水解)

④在此过程中若完全反应,装置Ⅱ中阴极质量变化12.8g,则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷________L(标准状况下)

 

(1)2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH=-46 kJ·mol-1;(2)①CH4;O2+2H2O+4e-=4OH-; ②变小;不变;③CO;④1.12; 【解析】 试题分析:(1)CH4(g)+CO2(g)═2CO(g)+2H2(g)△H=260kJ•mol-1① 2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ•mol-1②, 将方程式2①+②得 2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)△H=-46kJ•mol-1 , 故答案为:2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)△H=-46kJ•mol-1 ; (2)①II中首先镀铜,则Cu作阳极、Fe作阴极,I中a处电极为负极、b处电极为正极,负极上通入燃料、正极上通入氧化剂,所以a处通入的气体是甲烷;甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,故答案为:CH4;CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O; ②根据I中电池反应为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,KOH参加反应导致溶液中KOH浓度降低,则溶液的pH减小;II中发生电镀,阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量,则溶液中铜离子浓度不变,故答案为:变小;不变; ③I中负极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,所以还有碳酸根离子生成,故答案为:CO32-; ④串联电路中转移电子相等,所以消耗甲烷的体积=×22.4L/mol=1.12L,故答案为:1.12。 【考点定位】本题主要是考查电解池的有关计算 【名师点晴】有关电化学原理的计算,关键是灵活应用电子转移守恒,方法是:①根据电子守恒计算:用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路中转移的电子数相等。②根据总反应式计算:先写出电极反应式,再写出总反应式,最后根据总反应式列出比例式计算。③根据关系式计算:根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁,构建计算所需的关系式。例如:, (式中M为金属,n为其离子的化合价数值)。  
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25℃时,在含有Pb2Sn2的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:Sn(s)Pb2(aq) 满分5 manfen5.com Sn2(aq)Pb(s) ΔH>0,体系中c(Pb2)c(Sn2)的变化关系如图所示。 下列判断正确的是(      )

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A.往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2)增大

B.升高温度,平衡体系中c(Pb2)增大

C30℃时,该反应的平衡常数K >2.2

D.往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2)变小

 

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下列说法正确的是(      )

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