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(1)甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备 甲醇...

1)甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4H2O为原料,通过下列反应来制备

甲醇。

:CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.0 kJ·mol-1

:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=129.0 kJ·mol-1

CH4(g)H2O(g)反应生成CH3OH(g)H2(g)的热化学方程式为

                                                                   

2)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,Co2+氧化成C满分5 manfen5.com,然后以C满分5 manfen5.com作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用如图装置完成上述过程:

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①写出阳极电极反应式:                  

②写出除去甲醇的离子方程式:                   

3)写出以NaHCO3溶液为介质的Al—空气原电池的负极电极反应式:             

 

(1)CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77.0 kJ·mol-1 (2)①Co2+-e-=C ②6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+ (3)Al-3e-+3HC=Al(OH)3↓+3CO2↑ 【解析】(1)Ⅰ+Ⅱ得:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77.0 kJ·mol-1。 (2)根据反应原理,通电后,将Co2+氧化成C,然后以C作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化,则通电时Co2+失电子,阳极的电极反应式为Co2+—e-=C, 除去甲醇的离子方程式:6C+CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+。 (3)Al—空气原电池铝作负极失电子生成铝离子,和碳酸氢钠反应生成氢氧化铝和二氧化碳。负极:Al-3e-+3HC=Al(OH)3↓+3CO2↑。  
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考点分析:
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家用炒菜铁锅用水清洗放置后,出现红棕色的锈斑,某同学拟对其原理及条件进行分析:

1)该同学准备了下列实验用品:20% NaCl溶液、蒸馏水、酚酞试液、KSCN溶液、新制氯水、纯铁丝、碳棒、U形管、导线等;请你帮他设计一个实验方案来验证钢铁吸氧腐蚀的电极产物,简述操作过程并写出溶液中有关反应的离子方程式。

2)将一铜棒、碳棒用导线连接后,插入内盛20%氯化钠溶液的U形管中,请根据此装置在下列两项中择一

回答:

①若不是原电池,请说明原因:           (如果回答此题,下面的②不用回答)

②若是原电池,现要求利用此装置(电极材料、溶液浓度均不变),采取适当的措施来提高电池的放电效率,该操作可以是:                             

3)目前我国许多大型铜质文物露天放置腐蚀严重,在不影响观瞻效果的条件下,除用加保护层法保护外,请你再提出一项简单而有效的保护方法并简述其保护原理:                                                            

 

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工业上常用Fe作电极电解处理含Cr2满分5 manfen5.com的酸性废水,最终使铬元素以Cr(OH)3沉淀的形式除去。某科研小组用该原理处理污水,设计装置如图所示。下列说法一定不正确的是(   )

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A.燃料电池中若有1.6 g CH4参加反应,则甲中C电极理论上生成气体体积为8.96 L

B.实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,可加入适量的Na2SO4

C.该燃料电池正极的电极反应式为:O2+4e-+2CO2=2C满分5 manfen5.com

D.甲中阳极附近溶液中的离子反应方程式是:Cr2满分5 manfen5.com+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O

 

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用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置图如图所示,下列说法中正确的是(   )

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A.燃料电池工作时,正极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-

B.a极是铁,b极是铜时,b极逐渐溶解,a极上有铜析出

C.a极是粗铜,b极是纯铜时,a极逐渐溶解,b极上有铜析出

D.ab两极均是石墨时,在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等

 

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用如图装置,完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述中,不正确的

是(   )

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A.X为锌棒,YNaCl溶液,开关K置于M,可减缓铁的腐蚀,这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法

B.X为碳棒,YNaCl溶液,开关K置于N,可减缓铁的腐蚀,溶液中的阳离子向铁电极移动

C.X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于M,铜棒质量将增加,此时外电路中的电子向铜电极移动

D.X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于N,铁棒质量将增加,溶液中铜离子浓度将减小

 

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如图装置中,小试管内为红墨水,带有支管的U形管中盛有pH=4的雨水和生铁片。经观察,装置中有如下现象:开始时插在小试管中的导管内的液面下降,一段时间后导管内的液面回升,略高于U形管中的液面。以下有关解释合理的是(   )

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A.生铁片中的碳是原电池的负极,发生还原反应

B.雨水酸性较强,生铁片始终发生析氢腐蚀

C.墨水液面回升时,正极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-

D.U形管中溶液pH逐渐减小

 

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