新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2 ，電解
質為KOH溶液。某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進行飽和氯化鈉溶液的電解實驗，如圖所示。

回答下列問題：
（1）甲烷燃料電池正極的電極反應式為 　 　   　　　　 　　、負極的電極反應式為 　                　　。
（2）閉合K開關后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生．其中b電極上得到的是　　　　　 ，電解氯化鈉溶液的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　        ；若電解一段時間后，石墨棒上產(chǎn)生標準狀況下的Cl2 224 mL，電解后的溶液總體積為200 mL，則溶液的pH =      。
（3）若每個電池甲烷通入量為 1 L(標準狀況)，且反應完全，則理論上通過電解池的電量為　　　　　　　　         　　　　（法拉第常數(shù)F = 9．65×l04C· mol-1，列式計算)，最多能產(chǎn)生的氯氣體積為　　 　　L (標準狀況)。

（1）2O2＋8e－＋4H2O = 8OH－，CH4－8e－＋10OH－= CO32－＋7H2O（各2分）
（2）H2（1分）　 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑（1分）   13（1分）
（3）×8×9．65× 104C·mol－1＝3．45× 104C　 　 4（各2分）

解析試題分析：甲烷燃料電池中燃料甲烷作負極，氧氣作正極，電解質溶液為堿性，負極失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為CH4－8e－＋10OH－= CO32－＋7H2O，正極得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為2O2＋8e－＋4H2O = 8OH－，a極是陽極，b極是陰極，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，陰極產(chǎn)物有氫氣和NaOH，陽極產(chǎn)物是氯氣，產(chǎn)生氯氣0．01摩爾，有方程式可知，NaOH的物質的量為0．02摩爾，C(OH-)=0．1mol/L，pH =13；若每個電池甲烷通入量為 1 L(標準狀況)，且反應完全，則理論上通過電解池的電量，1摩爾甲烷轉移8摩爾電子，因此×8×9．65× 104C·mol－1＝3．45× 104C　，生成1摩爾氯氣需要轉移2摩爾電子，因此，1升甲烷最多可以制的4升氯氣。
考點：考查原電池和電解池

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

重鉻酸鈉俗稱紅礬鈉（Na2Cr2O7·2H2O）是重要的化工產(chǎn)品和強氧化劑。工業(yè)制備的流程如下：
 
請回答：
（1）已知Fe（CrO2）2中鉻元素是+3價，則Fe（CrO2）2中鐵元素是____價。
（2）化學上可將某些鹽寫成氧化物的形式，如Na2SiO3可寫成Na2O·SiO2，則Fe（CrO2）2可寫成____。
（3）煅燒鉻鐵礦時，礦石中難溶的Fe（CrO2）2生成可溶于水的Na2CrO4，反應化學方程式如下：
 
為了加快該反應的反應速率，可采取的措施是____。
（4）已知CrO42—在不同的酸性溶液中有不同的反應，如：
 
①往混合溶液甲中加入硫酸必須適量的原因是____。
②混合溶液乙中溶質的化學式是____。
（5）+3、+6價鉻都有很強的毒性，+6價鉻的毒性更高，可誘發(fā)肺癌和鼻咽癌，所以制取紅礬鈉后的廢水中含有的Cr2O72—必須除去。工業(yè)上可用電解法來處理含Cr2O72—的廢水，下圖為電解裝置示意圖（電極材料分別為鐵和石墨）。通電后，Cr2O72—在b極附近轉變?yōu)镃r3+，一段時間后Cr3+最終可在a極附近變成Cr（OH）3沉淀而被除去。

a電極的電極反應式是                      ，
b電極附近反應的離子方程式是                        。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（1）如圖1是一種新型燃料電池，它以CO為燃料，一定比例的Li2CO3和Na2CO3熔融混合物為電解質，圖2是粗銅精煉的裝置圖，現(xiàn)用燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗。

回答下列問題：
①寫出A極發(fā)生的電極反應式______________________________________。
②要用燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗，則B極應與________極相連(填“C”或“D”)。
③當消耗標準狀況下2.24 L CO時，C電極的質量變化為________。
（2）工業(yè)上，可用鐵作陽極，電解KOH溶液制備K2FeO4。
①電解過程中，OH－向________(填“陰”或“陽”)極移動，陽極的電極反應式為____________________________。
②若陽極有28 g Fe溶解，則陰極析出的氣體在標準狀況下的體積為________L。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

A、B、C三種強電解質,它們在水中電離出的離子如下表所示:

陽離子
 		Na+、K+、Cu2+
 
陰離子
 		S、OH-
 
如圖1所示裝置中,甲、乙、丙三個燒杯中依次盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液,電極均為石墨電極。接通電源,經(jīng)過一段時間后,測得乙中c電極質量增加了16 g。常溫下各燒杯中溶液的pH與電解時間t的關系如圖2所示。請回答下列問題:

(1) M為直流電源的   極,b電極上發(fā)生的電極反應為            。
(2)計算e電極上生成的氣體在標準狀況下的體積為           。
(3)寫出乙燒杯中的總反應的離子方程式:                   。
(4)要使丙燒杯中的C溶液恢復到原來的狀態(tài),需要進行的操作是(寫出要加入的物質和質量)             。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

氯堿工業(yè)是最基本的化學工業(yè)之一，離子膜電解法為目前普遍使用的生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)流程如圖所示：

（1）該流程中可以循環(huán)的物質是           。
（2）電解法制堿的主要原料是飽和食鹽水，由 于粗鹽水中含有Ca2+、Mg2+、SO42－等無機雜質，所以在進入電解槽前需要進行兩次精制，寫出一次精制中發(fā)生的離子方程式    ，若食鹽水不經(jīng)過二次精制就直接進入離子膜電解槽會產(chǎn)生什么后果   。
（3）如圖是工業(yè)上電解飽和食鹽水的離子交換膜電解槽示意圖（陽極用金屬鈦網(wǎng)制成，陰極由碳鋼網(wǎng)制成）。則B處產(chǎn)生的氣體是    ， E電極的名稱是    。電解總反應的離子方程式為        。

（4）從陽極槽出來的淡鹽水中，往往含有少量的溶解氯，需要加入8％～9％的亞硫酸鈉溶液將其徹底除去，該反應的化學方程式為           。
（5）已知在電解槽中，每小時通過1安培的直流電可以產(chǎn)生1.492g的燒堿，某工廠用300個電解槽串聯(lián)生產(chǎn)8小時，制得32%的燒堿溶液（密度為1.342噸/m3）113m3，電解槽的電流強度1.45 ×104A，該電解槽的電解效率為           。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

電浮選凝聚法處理酸性污水的工作原理如圖所示。下列說法不正確的是

A．鐵電極的電極反應式為：
B．通人空氣的石墨電極的電極反應式為
C．若左池石墨電極產(chǎn)生44. 8L（標準狀況）氣體，則消耗氧氣0. 5mol
D．為增強污水的導電能力，可向污水中加入適量工業(yè)用食鹽

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

某課外活動小組用如圖裝置進行實驗，試回答下列問題。

(1)若開始時開關K與a連接，則B極的電極反應式為                    。
(2)若開始時開關K與b連接，則B極的電極反應式為                    ，
總反應的離子方程式為                                              。
有關上述實驗，下列說法正確的是(填序號)    。
①溶液中Na+向A極移動
②從A極處逸出的氣體能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍
③反應一段時間后加適量鹽酸可恢復到電解前電解質的濃度
④若標準狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體，則溶液中轉移0.2 mol電子
(3)該小組同學認為，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，那么可以設想用如圖裝置電解硫酸鉀溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鉀。

①該電解槽的陽極反應式為                                       。
此時通過陰離子交換膜的離子數(shù)     (填“大于”、“小于”或“等于”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)。
②若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鉀溶液組合為氫氧燃料電池，則電池正極的電極反應式為                。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

鋅(Zinc)是第四“常見”的金屬，僅次于鐵、鋁及銅，在現(xiàn)代工業(yè)中對于電池制造有不可磨滅的貢獻。
Ⅰ.濕法煉鋅
某種冶煉過程可用下圖簡略表示

(1)ZnS焙燒反應的化學方程式為___________________________________。
(2)電解過程中析鋅一極的電極反應式為_____________________________。
(3)氧化鋅像氧化鋁一樣，屬于兩性氧化物，則氧化鋅與氫氧化鈉反應的離子方程式為_______________________________________________________。
(已知：“鋅酸”的化學式可寫成H2[Zn(OH)4])
Ⅱ.鋅電池
用鋅作負極的電池生活中隨處可見，如鋅錳干電池、鋅錳堿性電池、鋅空電池等。
(4)鋅錳堿性電池，以二氧化錳為正極，鋅粒為負極，氫氧化鉀溶液為電解液。其具有容量大、放電電流大的特點，因而得到廣泛應用。電池總反應式為Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。
堿性電池中，負極鋅由片狀改變成粒狀的優(yōu)點是__________________________；正極反應式為________________________
(5)新型鋅空電池(如圖)與鋰電池相比，鋅空氣充電電池的儲存電量是它的三倍，成本是鋰電池的一半，并且完全沒有過熱爆炸的安全隱患。該電池的總反應為2Zn＋O2===2ZnO，電解質溶液為KOH溶液，則負極的電極反應式為________________________________________。

若以該電池為電源，用惰性電極電解硝酸銀溶液，為保證陰極有10.8 g銀析出，至少需要________L空氣(折算成標準狀況)進入該電池。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

(10分)電解原理和原電池原理是電化學的兩個重要內容。某興趣小組做如下探究實驗：

Ⅰ．（1）如圖為某實驗小組依據(jù)氧化還原反應：(用離子方程式表示)_______________________________設計的原電池裝置，反應前，電極質量相等，一段時間后，兩電極質量相差12 g，導線中通過________mol電子。
（2）其他條件不變，若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液，石墨電極反應式為________________________，這是由于NH4Cl溶液顯________(填“酸性”“堿性”或“中性”)，用離子方程式表示溶液顯此性的原因____________________________________________。
（3）如圖其他條件不變，若將鹽橋換成彎銅導線與石墨相連成n型，則乙裝置中石墨（1）為________極(填正、負、陰、陽)，乙裝置中與銅線相連石墨電極上發(fā)生的反應式為_________________________________。

Ⅱ．如右圖所示裝置，通電5 min后，第③極增重2．16 g，同時在A池中收集到標準狀況下的氣體224 mL。
請完成下列問題：

①第②極上生成的物質為________mol。
②寫出第①極上發(fā)生反應的電極反應式_________________________。
③設A池中原混合液的體積為200 mL，則通電前A池原混合液中Cu2＋的濃度為________ mol/L。

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