【題目】面對(duì)日益加劇的能源危機(jī),我國《能源發(fā)展綱要》中倡導(dǎo)大力發(fā)展替代能源,如風(fēng)能、電能等,要大力開發(fā)電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)汽車。回答下列問題:

(1)下列物質(zhì)中可以作為燃料電池的負(fù)極反應(yīng)物的是____

A.CH4 B.H2 C.C2H5OH D.CO2

(2)若用CH4作燃料,氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液,寫出負(fù)極上的電極反應(yīng)式_______________。

(3)電池工作時(shí),溶液中KOH的物質(zhì)的量濃度________(填“增大”“不變”或“減小”)。

(4)某溫度下的飽和Na2SO4溶液的溶解度為25 g,用甲烷燃料電池進(jìn)行電解,當(dāng)陽極產(chǎn)生3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí),電路中通過電子的物質(zhì)的量為_______,消耗甲烷的物質(zhì)的量為_______,此時(shí),析出Na2SO4·10H2O的質(zhì)量為________

【答案】A、B、C CH4-8e+10OH=CO32-+7H2O 減小 0.6 mol 0.07 5 mol 4.5 g

【解析】

(1)可以作為燃料電池的負(fù)極反應(yīng)物應(yīng)具有還原性;
(2)電解質(zhì)是KOH溶液時(shí),二氧化碳和氫氧化鉀反應(yīng)得到的是碳酸鉀;

(3)反應(yīng)消耗KOHKOH的物質(zhì)的量減小,濃度減小;

(4)陽極電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-。

(1)可以作為燃料電池的負(fù)極反應(yīng)物應(yīng)具有還原性,ABC符合,故答案為:ABC;
(2)甲烷燃料電池以KOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí),負(fù)極上是甲烷發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),又因?yàn)殡娊赓|(zhì)是KOH溶液,二氧化碳和氫氧化鉀反應(yīng)得到的是碳酸鉀,即負(fù)極上的電極反應(yīng)式為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O

(3) 由總反應(yīng)為CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,電解液中KOH的物質(zhì)的量減少,則濃度減。

(4) 甲烷燃料電池總反應(yīng)為CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,電解池的總反應(yīng)為:2H2O2H2↑+O2,陽極電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-。當(dāng)陽極產(chǎn)生3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí),即0.15 mol O2時(shí),電路中通過電子的物質(zhì)的量為0.15 mol =0.6 mol,消耗甲烷的物質(zhì)的量為0.15 mol=0.07 5 mol。電解消耗水為0.15 mol =5.4 g,設(shè)析出Na2SO4·10H2O的質(zhì)量為X,則有:=,X=4.5 g。

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(1)圖中X被形容為“生命的燃料”,它是____________,Ⅰ在小麥種子中主要是指____________

(2)A和B各表示__________ 元素 和______________元素。

(3)Y完全水解的產(chǎn)物是_______________________________________。

(4)P的結(jié)構(gòu)通式是____________________,P的種類有_____________種。

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