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一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可使氯碱工业节能30%以上。在这种工艺设计中...

一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可使氯碱工业节能30%以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。

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(1)图中X、Y分别是_______、______(填化学式),a ___b(填“>”、“<”或“=”)。

(2)燃料电池中负极的电极反应式是______________________。

(3)电解池中总反应的离子方程式是__________________________。

(4)假设该装置的能量利用率可达70%,要电解制得2.4 mol NaOH,燃料电池需消耗标准状况下的空气________L。(空气中O2的体积分数为20%)

 

(1)Cl2(1分) H2(1分) <(1分) (2)H2+2OH--2e-== 2H2O(1分) (3)2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2 ↑(2分) (4)96(2分) 【解析】 试题分析:(1)在燃料电池中,氧气作正极,所以通入空气的极是正极,通入燃料的极是负极,即产生Y的极是阴极,所产生的是氢气,在X处产生的是氯气,氢氧燃料电池最后产生的是水,所以a%小于b%,故答案为:Cl2;H2;<;(2)燃料电池的工作原理:负极是燃料氢气发生失电子的氧化反应,即H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O;(3)电解池中总反应的离子方程式是2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2 ↑; (4)由电解方程式得,理论上生成2.4mol NaOH转移2.4mol电子,需要氧气0.6mol,空气3mol;实际需要空气: 3mol×22.4L/mol÷70%=96L. 考点:考查学生燃料电池和氯碱工业的有关知识  
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考点分析:
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A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子如下表所示:

阳离子

Na、K、Cu2+

阴离子

SO、OH

在下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液,电极均为石墨电极。

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接通电源,经过一段时间后,测得乙烧杯中c电极质量增加了16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如上图。据此回答下列问题:

(1)M为电源的_____极(填“正”或“负”),电极b上发生的电极反应为__________________。

(2)电极e上生成的气体在标准状态下的体积为________。

(3)写出乙烧杯中的电解池反应_______________________。

(4)要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态,正确的操作__________(计算出相关数据)。

 

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在2 L的密闭容器内,800℃时反应2NO(g)+O2(g)满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:

时间(s)

0

1

2

3

4

5

n(NO)(mol)

0.020

0.010

0.008

0.007

0.007

0.007

(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=_____________________。已知:K300℃>K350℃,则该反应是______热反应。

(2)右图表示NO2的变化的曲线是_______。用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=_______________。

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(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。

a.v(NO2)=2v(O2)      b.容器内压强保持不变

c.v(NO)=2v(O2)   d.容器内密度保持不变

(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是________。                

a.及时分离出NO2气体  b.适当升高温度  c.增大O2的浓度  d.选择高效催化剂

 

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(1)25℃时,在等体积的 ① pH=0的H2SO4溶液、② 0.05 mol/L的Ba (OH)2溶液、③ pH=10的Na2S溶液、④ pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比                              

(2)常温下,0.2mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后

c(CH3COO) + c(CH3COOH)=        mol/L

c(H+)        c(CH3COO) - c(CH3COOH) +2c(OH)  (“>”“<”“=”)

(3)常温下pH=11的氢氧化钠溶液与pH=3的醋酸溶液等体积混合在所得溶液中离子浓度大小关系是                                          

(4)常温下,pH=2H2SO4pH=11NaOH溶液混和混和液pH=7。则两溶液的体积比是         

 

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常温下,某水溶液M中存在的离子有Na、A、H、OH。根据题意回答下列问题:

(1)若溶液M由0.1 mol·L-1的HA溶液与0.1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合而得,则溶液M的pH不可能________7(填“>”、“<”或“=”)。

(2)若溶液M的pH>7,则c(Na)________c(A)(填“>”、“<”或“=”)。

(3)常温下,若溶液M由pH=3的HA溶液V1 mL与pH=11的NaOH溶液V2 mL混合反应而得,则下列说法中正确的是________(填字母)。

A.若溶液M呈中性,则溶液M中c(H)+c(OH)=2×10-7 mol·L-1

B.若V1=V2,则溶液M的pH一定等于7

C.若溶液M呈酸性,则V1一定大于V2             

D.若溶液M呈碱性,则V1一定小于V2

 

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用石墨作电极电解200mL一定浓度的CuSO4溶液,一段时间后停止电解,然后向电解后的溶液中加入0.1mol Cu2(OH)2CO3,可使溶液完全恢复至电解前的浓度和体积,则电解过程中电路通过电子的物质的量是

A.0.4 mol           B.0.6 mol          C.0.8 mol          D.1.0 mol

 

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