短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置如下图所示,其中W的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。 ①XH4可与氧气构成燃料电池,若电解质溶液为KOH,则该燃料电池的负极电极反应式是_________,电池的总反应方程式是__________。 ②若以该电池

admin2017-05-15  16

问题 短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置如下图所示,其中W的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。

①XH4可与氧气构成燃料电池,若电解质溶液为KOH,则该燃料电池的负极电极反应式是_________,电池的总反应方程式是__________。
②若以该电池产生的电能为电源,以石墨为电极电解500 mL某浓度的CuSO4溶液,当电解完全,共产生Cu的质量是96g,CuSO4溶液溶质的浓度为_________。若甲烷燃料电池的能量利用率是75%,则会消耗标准状况下的甲烷的体积是_________。

选项

答案①CH4—8e+10OH==CO32-+7H2O;CH4+2O2+2OH==CO32-+3H2O; ②3.0mol/L;11.2L。

解析 ①若甲烷一氧气构成燃料电池,则通入甲烷的电极为负极,由于电解质溶液为KOH溶液,该电极的反应式是CH4-8e+10OH==CO32-+7H2O;通入氧气的电极为正极,该电极的反应式是O2+4e+2H2O==4OH。电池的总反应方程式为CH4+2O2+2OH==CO32-+3H2O。
②阳极:2H2O-4e==O2↑+4H,阴极:Cu2++2e==Cu;电解完全,产生cu的质量为96g,物质的量为1.5mol,则CuSO4溶液的浓度为3.0mol/L。Cu与CH4之间的关系为4Cu~CH4,又因为甲烷燃料电池的能量利用率为75%,则CH4的物质的量为0.5mol,标准状况下的体积为11.2 L。
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