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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:121 题号:21191565
当今社会的主题之一:发展经济,节能减排。而燃料电池因其无污染,且原料来源广可再生被人们青睐,广泛应用于生产、生活、科学研究中,现有如下图所示装置,所有电极均为Pt,请按要求回答下列问题:

(1)甲装置是_____(填“原电池”或“电解池”),写出a极的电极反应_____
(2)乙池中c极的电极反应_____
(3)当b极消耗标准状况下的112mL时,若乙中硫酸铜溶液的体积是200mL,假若电解前后溶液体积保持不变,此时乙池中的pH=_____
(4)用石墨电极电解溶液一段时间后,向所得溶液中加入0.2mol后,恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则电解过程中转移的电子的物质的量是_____。
A.0.4molB.0.5molC.0.6molD.0.8mol

(5)现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾,其中M、N为离子交换膜,只允许某些离子通过,则A出口导出的溶液溶质为_____(写化学式),M为_____离子交换膜(填“阴”或“阳”)。

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
解题方法
【推荐1】德国克莱斯公司成功研制了利用甲醇车载制氢氧燃料电池工艺,其原理如右图所示,请观察此图回答:
   
(1)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g);△H=+49.0 kJ·mol1
②2CH3OH(g)+O2(g)=2CO2(g)+4H2(g);△H=-385.8kJ·mol1
下列说法正确的是_______
A.反应①中反应物的总能量高于生成物的总能量
B.反应①中拆开CH3OH(g)和H2O(g)中的化学键所需能量大于形成CO2(g)和3H2(g)中的化学键所释放的能量
C.CH3OH蒸气的燃烧热为大于192.9 kJ·mol1
D.根据②推知反应:2CH3OH(l)+ O2(g)=2CO2(g)+4H2(g)的△H>-385.8kJ·mol1
(2)最近科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。若有2.2kg CO2与足量H2恰好完全反应,生成气态的水和甲醇,可放出2473.5 kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式_______________
(3)可给笔记本电脑供电的甲醇燃料电池已经面世,其结构示意图如右图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H)和电子,电子经外电路、质子经内电路到达另一电极后与氧气反应,电池总反应为:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。b处通入的物质是_______,负极反应为:______________________
   
2016-12-09更新 | 803次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】I、甲醇燃料电池被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。
(1)101 KPa时,16 g液态CH3OH完全燃烧生成CO2气体和液态水时,放出363.5 kJ的热量,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式是________________________________________
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g);△H1=+49.0 kJ·mol1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g);△H2=?
已知H2(g)+O2(g)=H2O(g)   H=-241.8 kJ·mol1,则反应②的△H2_________
(3)一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极,稀硫酸作电解液,一极直接通入纯化后的甲醇蒸汽,同时向另一个电极通入空气,则通入甲醇的电极发生的电极反应方程式为________________________________________
II、工业上为了处理含有Cr2O的酸性工业废水,采用下面的处理方法:往工业废水中加入适量NaCl,以Fe为电极进行电解,经过一段时间,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀生成,工业废水中铬的含量已低于排放标准。请回答下列问题:
(1)写出阳极的电极反应方程式________________________________
(2)阳极不能改用石墨作电极的原因是________________________________
(3)写出Cr2O变为Cr3的离子方程式:________________________________
2020-11-11更新 | 144次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
解题方法
【推荐3】回答下列问题:
(1)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H2 ③CO2(g) + H2(g) CO(g)+H2O(g) △H3已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键H-HC-OC≡OH-OC-H
E/(kJ•mol-1)4363431075465413
由此计算△H1=___________kJ•mol-1;已知△H2= -58 kJ•mol-1,则△H3= ___________kJ•mol-1
(2)燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置,CH3OH—空气燃料电池是一种碱性(20%—30%的KOH溶液)燃料电池。电池放电时,负极的电极反应式为___________。正极的电极反应式为___________
(3)将V1 mL 1.00 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是___________
A.做该实验时环境温度为22 ℃
B.该实验表明化学能可以转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为1.00 mol·L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
2021-09-27更新 | 145次组卷
共计 平均难度:一般