精英家教網(wǎng)如圖是一種以某燃料電池為電源，對(duì)氯化鈉溶液進(jìn)行電解的裝置．該燃料電池的電解質(zhì)是摻雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2），在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-．
（1）下列對(duì)該燃料電池的說(shuō)法中正確的是
 

A．電池工作時(shí)，在熔融電解質(zhì)中，O2-定向移向負(fù)極
B．a(chǎn)處通入空氣，發(fā)生氧化反應(yīng)：O2-4e-=2O2-
C．b處通入丁烷，電極反應(yīng)為：C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2O
D．電池總反應(yīng)為為：2C4H10+13O2=8CO2+10H2O
（2）若X電極為鐵，Y電極為石墨，則在石墨電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是：
 
．
（3）若X電極為鐵，Y電極為石墨，U形管中裝有200mL濃度為3.5mol/L的NaCl溶液．
①檢驗(yàn)Y電極上生成的物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法是
 
．
②若消耗燃料丁烷0.02mol，則電解裝置中生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積共為
 
L．
分析：根據(jù)電解質(zhì)溶液中氧離子移動(dòng)方向知，b是負(fù)極，a是正極，X為陰極，Y為陽(yáng)極，
（1）該燃料電池中，負(fù)極上丁烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2-4e-=2O2-，所以電池反應(yīng)式為2C4H10+13O2=8CO2+10H2O；
（2）若X為Fe，Y為石墨，石墨作陽(yáng)極，陽(yáng)極上氯離子放電；
（3）①若X為Fe，Y為石墨，石墨作陽(yáng)極，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣，氯氣能和碘離子發(fā)生置換反應(yīng)，碘遇濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色；
②根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計(jì)算生成氣體的體積．
解答：解：原電池放電時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，根據(jù)氧離子的移動(dòng)方向知，b是負(fù)極，a是正極，X為陰極，Y為陽(yáng)極，
（1）A．電池工作時(shí)，在熔融電解質(zhì)中，O2-定向移向負(fù)極，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，故A正確；
B．a(chǎn)是正極，正極上通入空氣，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)：O2-4e-=2O2-，故B錯(cuò)誤；
C．b處通入丁烷，丁烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5H2O，故C錯(cuò)誤；
D．負(fù)極電極反應(yīng)式為C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O，正極電極反應(yīng)式為O2-4e-=2O2-，所以電池反應(yīng)式為2C4H10+13O2=8CO2+10H2O，故D正確；
故答案為：A  D； 
（2）若X為Fe，Y為石墨，石墨作陽(yáng)極，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑，
故答案為：2Cl--2e-=Cl2↑；
（3）①若X為Fe，Y為石墨，石墨作陽(yáng)極，陽(yáng)極上氯離子放電生成氯氣，氯氣能和碘離子發(fā)生置換反應(yīng)生成單質(zhì)碘，碘遇濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色，所以可以用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)氯氣，其檢驗(yàn)方法為：將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近電極Y的氣體出口處，若試紙變藍(lán)，則說(shuō)明生成了氯氣，
故答案為：將濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙靠近電極Y的氣體出口處，若試紙變藍(lán)，則說(shuō)明生成了氯氣；
②若消耗燃料丁烷0.02mol，丁烷轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.02mol×（4+2.5）×4=0.52mol，電解池中陽(yáng)極上生成氯氣體積=
0.52mol
2
×22.4L/mol=5.824L，陰極上生成氫氣的體積=
0.52mol
2
×22.4L/mol=5.824L，所以?xún)蓸O生成氣體體積=2×5.824L=11.65L，
故答案為：11.65．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池和電解池原理，正確判斷正負(fù)極及陰陽(yáng)極是解本題關(guān)鍵，根據(jù)正負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)、離子放電順序、串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等來(lái)分析解答即可，難度中等．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2010?石景山區(qū)一模）利用N2和H2可以實(shí)現(xiàn)NH3的工業(yè)合成，而氨又可以進(jìn)一步制備硝酸，在工業(yè)上一般可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）已知：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ?mol-1
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ?mol-1
若有17g氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮?dú)怏w和水蒸氣所放出的熱量為
226.3kJ
226.3kJ
；
（2）某科研小組研究在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對(duì)N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示：（圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量）
①圖象中T1和T2的關(guān)系是：T1
＜
＜
T2（填“＞”、“＜”、“=”或“無(wú)法確定”）
②比較在a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物N2的轉(zhuǎn)化率最高的是
c
c
（填字母標(biāo)號(hào)），
③在起始體系中加入N2的物質(zhì)的量為
n
3
n
3
mol時(shí)，反應(yīng)后氨的百分含量最大．若容器容積為1L，n=3mol反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為60%，則此條件下（T2），反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
2.08（mol?L-1）-2
2.08（mol?L-1）-2
；
（3）N2O3是一種新型硝化劑，其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注．
①一定溫度下，在恒容密閉容器中N2O3可發(fā)生下列反應(yīng)：2N2O3?4NO2（g）+O2△H＞0下表為反應(yīng)在某溫度下的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)則50s內(nèi)NO2的平均生成速率為
0.0592mol?L-1?s-1
0.0592mol?L-1?s-1

V/s 0 50 100
c（N2O3）/mol?L-1 5.00 3.52 2.48
②現(xiàn)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成的燃料電池，采用電解法制備N(xiāo)2O3，裝置如圖1所示，其中Y為CO2．寫(xiě)出石墨I(xiàn)電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式
H2+CO32-═CO2+H2O+2e-
H2+CO32-═CO2+H2O+2e-

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

碳和碳的化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一種理想，更是一種值得期待的新的生活方式．
（1）甲烷燃燒放出大量的熱，可作為能源用于人類(lèi)的生產(chǎn)和生活．
已知：①2CH4（g）+3O2（g）═2CO（g）+4H2O（l）△H1=-1214 kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-566 kJ/mol
則表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式
 
．
（2）①將兩個(gè)石墨電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH4和O2，構(gòu)成甲烷燃料電池．其負(fù)極電極反應(yīng)式是
 
．精英家教網(wǎng)
②某同學(xué)利用甲烷燃料電池設(shè)計(jì)了一種電解法制取Fe（OH）2的實(shí)驗(yàn)裝置（如圖所示），通電后，溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長(zhǎng)時(shí)間不變色．下列說(shuō)法中正確的是
 
（填序號(hào)）．
A．電源中的a一定為正極，b一定為負(fù)極
B．可以用NaCl溶液作為電解液
C．A、B兩端都必須用鐵作電極
D．陰極發(fā)生的反應(yīng)是：2H++2e-═H2↑
（3）將不同量的CO（g）和H2O（g）分別通入體積為2L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下三組數(shù)據(jù)：
實(shí)驗(yàn)組 溫度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
H2O CO CO2
1 650 2 4 1.6 5
2 900 1 2 0.4 3
3 900 1 2 0.4 1
①該反應(yīng)的正反應(yīng)為
 
（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)．
②實(shí)驗(yàn)1中，以v（H2）表示的平均反應(yīng)速率為
 
．
③實(shí)驗(yàn)2中，達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為
 
．
④實(shí)驗(yàn)3跟實(shí)驗(yàn)2相比，改變的條件可能是
 
（答一種情況即可）．
（4）將2.4g碳在足量氧氣中燃燒，所得氣體通入100mL 3.0mol/L的氫氧化鈉溶液中，完全吸收后，溶液中所含溶質(zhì)為：
 
．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：閱讀理解

利用N2和H2可以實(shí)現(xiàn)NH3的工業(yè)合成，而氨又可以進(jìn)一步制備硝酸，在工業(yè)上一般可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

  （1）已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)  △H=+180.5kJ/mol

              N2(g)+3H2(g)  2NH3(g) △H=－92.4kJ/mol

              2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)    △H=－483.6kJ/mo

若有17g氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮?dú)怏w和水蒸氣所放出的熱量為                  。

  （2）某科研小組研究：在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對(duì)N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示：（圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量）

       ①圖像中T2和T1的關(guān)系是：T2        T2（填“高于”“低于”“等于”“無(wú)法確定”）

       ②比較在a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物N2的轉(zhuǎn)化率最高的是        （填字母）。

       ③在起始體系中加入N2的物質(zhì)的量為          mol時(shí)，反應(yīng)后氨的百分含量最大。若容器容積為H，n=3mol反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為60%，則此條件下（T2），反應(yīng)的平衡常數(shù)K=                。

   （3）N2O3是一種新型硝化劑，其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注。

              ①一定溫度下，在恒容密閉容器中N2O3可發(fā)生下列反應(yīng)：

              2N2O34NO2(g)+O2 △H>0下表為反應(yīng)在T1溫度下的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

Vs

0

500

1000

c(N2O3)/mol·L－1

5.00

3.52

2.48

則500s內(nèi)NO2的平均生成速率為                      .

       ②現(xiàn)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成的燃料電池，采用電解法制備N(xiāo)2O3，裝置如圖所示，其中Y為CO2。

寫(xiě)出石墨I(xiàn)電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式                              。

在電解池中生成N2O3的電極反應(yīng)式為                                 。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源：2010屆江蘇啟東中學(xué)高三考前輔導(dǎo)訓(xùn)練化學(xué)試題 題型：填空題

利用N2和H2可以實(shí)現(xiàn)NH3的工業(yè)合成，而氨又可以進(jìn)一步制備硝酸，在工業(yè)上一般可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）已知：N2(g) + O2(g) === 2NO(g)         △H= +180.5kJ/mol
N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g)      △H=－92.4kJ/mol
2H2(g) + O2(g) ="==" 2H2O(g)        △H=－483.6kJ/mol
若有17 g氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮?dú)怏w和水蒸氣所放出的熱量為_(kāi)_____。
（2）某科研小組研究：在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對(duì)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反應(yīng)的影響。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示：（圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量）

①圖像中T2和T1的關(guān)系是：T2 ______T1（填“高于”、“低于”、
“等于”或“無(wú)法確定”）。
②比較在a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物N2 的轉(zhuǎn)化率最　　高的是______（填字母）。
③在起始體系中加入N2的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol時(shí)，反應(yīng)后氨的百分含量最大；若容器容積為1L，n=3mol反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為60%，則此條件下（T2），反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________________________。
（3）N2O5是一種新型硝化劑，其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注。
①一定溫度下，在恒容密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應(yīng)：
2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g) ΔH＞0下表為反應(yīng)在T1溫度下的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

則500s內(nèi)NO2的平均生成速率為                                    。
②現(xiàn)以H2、O2、熔融鹽W#W$W%.K**S*&5^UNa2CO3組成的燃料電池，采用電解法制備N(xiāo)2O5，
裝置如圖所示，其中Y為CO2。

寫(xiě)出石墨I(xiàn)電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式                              。
在電解池中生成N2O5的電極反應(yīng)式為                                 。

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