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11.如图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时,M、N两个电极的质量都不减少,请回答下列问题:
(1)乙池的名称:乙池是电解池装置.其中N电极的材料是石墨,其电极名称是阳极.
(2)乙池的总反应化学方程式是4AgNO3+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+4HNO3+O2↑.
(3)甲池通入甲烷(CH4)的Pt电极的电极反应式为CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O.
(4)在此过程中,当乙池中某一电极析出金属2.16g 时,甲池中理论上消耗标准状况下甲烷的体积为56mL,若此时乙池溶液的体积为400mL,则乙池中H+的物质的量浓度为0.05mol/L.

分析 (1)碱性甲池为原电池,通入甲烷的电极是负极,通入氧气的电极是正极,乙池有外接电源,属于电解池,根据图片知,工作时N电极与正极相连,作阳极,由于M、N两个电极的质量都不减少,则活性电极铁只能作阴极,所以N为石墨;
(2)乙池为电解硝酸银溶液,电极不参加反应,分别是溶液中银离子放电、氢氧根放电;
(3)燃料电池的负极上是燃料发生失电子的氧化反应;
(4)电解硝酸银溶液时,阴极反应式为Ag++e-=Ag,结合电子的转移的物质的量的判断进行计算.

解答 解:(1)碱性甲池为原电池,通入甲烷的电极是负极,通入氧气的电极是正极,乙池有外接电源,属于电解池,根据图片知,工作时N电极与正极相连,作阳极,由于M、N两个电极的质量都不减少,则活性电极铁只能作阴极,所以N为石墨,
故答案为:电解池;石墨;阳极;
(2)乙池为电解硝酸银溶液,电极不参加反应,溶液中银离子放电产生银,水提供的氢氧根放电产生氧气,溶液中氢离子浓度增加,生成酸,
总反应式为:4AgNO3+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+4HNO3+O2↑,
故答案为:4AgNO3+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+4HNO3+O2↑;
(3)甲烷是燃料电池的负极,发生失电子的氧化反应,碱性环境下,电极反应式为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,
故答案为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;
(4)n(Ag)=$\frac{2.16g}{108g/mol}$=0.02mol,根据Ag++e-=Ag可知转移电子为0.02mol,甲池中通入甲烷的一极为负极,反应式为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,则消耗n(CH4)=$\frac{0.02mol}{8}$,V(CH4)=$\frac{0.02}{8}$mol×22.4L/mol=0.056L=56mL,根据乙池反应关系:4Ag~4e-~4HNO3,转移0.02mol电子,产生氢离子为0.02mol,若此时乙池溶液的体积为400mL,则乙池中H+的物质的量浓度为$\frac{0.02mol}{0.4L}$=0.05mol/L,
故答案为:56;0.05mol/L.

点评 本题考查了原电池原理和电解池原理,明确原电池和电解池电极上发生反应的类型即可分析解答本题,难度不大,注意电极反应式的书写与电解质溶液的酸碱性有关.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.下列有关海水综合利用的说法正确的是(  )
A.利用电解的方法可以从海水中获取淡水
B.海水中含有溴元素,只需经过蒸馏等物理变化就可以得到溴单质
C.海水蒸发制海盐的过程只发生了化学变化
D.从海水中提镁时,利用海滩上的贝壳制Ca(OH)2

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.下列溶液中,c(Cl-)最大的是(  )
A.7.5 mL 2mol/L MgCl2溶液B.30 mL 1mol/L KCl溶液
C.10 mL 3mol/L NaCl溶液D.30 mL 0.5 mol/L AlCl3溶液

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科目:高中化学 来源: 题型:推断题

19.3-苯基丙烯醛是一种被广泛应用在食品加工中的高效低毒食品添加剂,下列是用其合成聚酯F的路线示意图:

已知:RCHO$→_{C_{2}H_{5}OH}^{HCl}$RCH(OC2H5)2$→_{H+}^{H_{2}O}$RCHO
根据题意回答:
(1)3-苯基丙烯醛分子中官能团的名称为碳碳双键和醛基;
(2)合成路线中的①、④两个步骤的目的是保护醛基,以防被溴氧化.
(3)C的结构简式为.
(4)若X为银氨溶液,则反应⑤的化学方程式为+2Ag(NH3)2OH$\stackrel{△}{→}$+2Ag↓+3NH3+H2O.
(5)同时符合下列条件的D的同分异构体共有6种.
a.既可发生银镜反应又可发生水解
b.能与FeCl3溶液发生显色反应
c.是苯的二元取代物.
上述同分异构体中,核磁共振氢谱有6组峰的结构简式. (任写一种)
(6)已知羟醛缩合反应
R1CH2CHO+R2CH2CHO$→_{△}^{NaOH溶液}$
现以甲苯和乙醛为原料制备3-苯基丙烯醛,设计合成线路(其无机试剂任选),合成线路示意图示例如下:CH3CH2OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=$\stackrel{Br_{2}}{→}$CH2BrH2Br.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.a、b、c、d均为短周期元素,a的原子中只有1个电子,b2-和c+离子的电子层结构相同,b与d同主族.下列叙述正确的是(  )
A.a分别与b、c、d形成的二元化合物中a的化合价均为+1
B.b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C.a与b形成的化合物中一定只有共价键,b与c形成的化合物中一定只有离子键
D.原子半径大小顺序d>c>b>a

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.下列说法正确的是(  )
A.葡萄糖与果糖、淀粉和纤维素分别为同分异构体
B.若某有机物在氧气中充分燃烧生成CO2和H2O物质的量相等,则该有机物是乙烯
C.燃烧乙烷、环丙烷(C3H6)混合气体,所产生的CO2的量一定小于燃烧相同质量的丙烯所产生的CO2
D.相同质量的乙烯和乙醇在氧气中充分燃烧,消耗的氧气相等

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.主链上有4个C原子的某烷烃有2种同分异构体,含有相同C原子数且主链上也有4个C原子的单烯烃的同分异构体有(  )
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20.将锌片和铜片用导线连接后放入稀硫酸溶液中,发生原电池反应,忽略体积变化,下列叙述错误的是(  )
A.溶液的PH增大B.溶液中的Zn2+浓度增大
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.下列有关热化学方程式及其叙述正确的是(  )
A.已知S(g)+O2(g)═SO2(g)△H1;S(s)+O2(g)═SO2(g)△H2,则△H1<△H2
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