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(12分)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,...

(12分)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示:

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回答下列问题:

(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为                                

(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生,其中b电极上得到的是             ,电解氯化钠溶液的化学方程式为                                              

(3)若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为

                (已知NA=6.02×1023mol1,电子电荷为1.60×1019C,列式表示即可),最多能产生的氯气体积为       L(标准状况)。

 

(1) 2O2 + 4H2O +8e-= 8OH-(2分) ,CH4+10OH--8e-= CO32-+7H2O(2分) (2)H2 (2分)  2NaCl+2H2O  2NaOH+H2↑+Cl2↑(2分) (3) ×8×6.02×1023mol-1×1.60×10-19C (2分)     4L(2分) 【解析】(1)原电池中负极失去电子,正极得到电子,所以甲烷在负极通入,氧气在正极通入,方程式为CH4+10OH--8e-= CO32-+7H2O、2O2 + 4H2O +8e-= 8OH-。 (2)闭合K开关后,b电极和电源的负极相连,作阴极,溶液中的氢离子放电,生成氢气。电解氯化钠溶液的方程式为2NaCl+2H2O  2NaOH+H2↑+Cl2↑。 (3)甲烷在反应中失去8个电子,所以电解池的电量为 ×8×6.02×1023mol-1×1.60×10-19C。根据电子得失守恒可知,氯气的体积是 ×8÷2×22.4L/mol=4L。
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考点分析:
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(13分)已知短周期主族元素X、Y、Z、W,原子序数依次增大且X和Y的原子序数之和等于Z的原子序数,X和Z可形成X2Z,X2Z2两种化合物,W是短周期主族元素中半径最大的元素。

(1)W在周期表中的位置:            

(2)在一定条件下,容积为1L密闭容器中加入1.2molX2和0.4molY2 ,发生如下反应:

3X2 (g)  + Y2(g) 6ec8aac122bd4f6e 2YX3(g)     H  

反应各物质的量浓度随时间变化如下:

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①计算该温度下此反应的平衡常数K=         

②若升高温度平衡常数K减小,则H       0(填“>”、“<”或“=”)。

③改变下列条件,能使该平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是      (填字母)。

 a.增大压强    b. 降低温度     c.使用催化剂        d. 增大反应物的浓度

(3)常见液态化合物X2Z2的稀溶液易被催化分解,可使用的催化剂为        (填字母)。

a.MnO2               b.FeCl3                    c.Na2SO3                          d.KMnO4

(4)A是四种元素中三种元素组成的电解质,溶液呈碱性,将常温下0.1mol·L1的A溶液稀释至原体积的10倍后溶液的pH=12,则A的电子式为            

(5)以X2为燃料可制成燃料电池。已知:2X2(g)+Z2(g)=2X2Z(l)  △H=−572KJ·mol1

该燃料电池释放228.8KJ电能时,生成1mol液态X2Z,该电池的能量转化率为         

 

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(12分)已知如图所示的可逆反应:A(g)+B(g)6ec8aac122bd4f6eC(g)+D(g)  ΔH = Q kJ/mol

请回答下列问题:

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(1)Q         0(填“>”、“<”或“=”);

(2)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(A)= 1.0 mol/L,c(B)=2.0 mol/L ;达到平衡后,A的转化率为50%,此时B的转化率为        ;

(3)若反应温度升高,A的转化率        (填“增大”“减小”或“不变”);

(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(A)=3.0 mol/L,c(B)= a mol/L;达到平衡后,c(D)=1.0 mol/L,则a=           ;

(5)反应体系中加入催化剂,反应速率增大,则E1的变化是:E1              (填“增大”“减小”“不变”),ΔH的变化是:ΔH      (填“增大”“减小”“不变”)。

 

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(8分)某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况,进行了如下实验。

实验一  配制一定物质的量浓度的醋酸溶液

取冰醋酸配制250mL 0.2000mol/L的醋酸溶液,需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、                               

实验二  探究浓度对醋酸电离程度的影响

将0.2000mol/L的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液,再用pH计测定25℃时不同浓度的醋酸的pH,结果如下:

醋酸浓度(mol/L)

0.0010

0.0100

0.0200

0.1000

0.2000

pH

3.88

3.38

3.23

2.88

2.73

 回答下列问题:

(1)根据表中数据,可以得出醋酸是弱电解质的结论,你认为得出此结论的依据是

                                                                    

(2)从表中的数据,还可以得出另一结论:随着醋酸浓度的减小,醋酸的电离程度

                。(填“增大”“减小”或“不变”)

 

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现有常温下的四种溶液(如下表),下列有关叙述中正确的是(   )

 

溶液

氨水

氢氧化钠

醋酸

盐酸

pH

11

11

3

3

A.温度下降10℃,四种溶液的pH均不变

B.分别加水稀释10倍,四种溶液的pH大小为①>②>④>③

C.在①、②中分别加入适量的氯化铵晶体后,①的pH减小,②的pH不变

D.等体积的③、④两种溶液分别与②反应,恰好中和时,消耗②的体积相等

 

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铅蓄电池的工作原理为:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,研读下图,下列判断不正确的是(  )

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A.K闭合时,d电极反应式:PbSO4+2H2O-2e===PbO2+4H+SO

B.当电路中转移0.2 mol电子时,Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol

C.K闭合时,Ⅱ中SO向c电极迁移

D.K闭合一段时间后,Ⅱ可单独作为原电池,d电极为正极

 

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