新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH 4 和O 2 ,电解质为KOH溶液.某研究小组将
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时间:2024-08-17 11:11:23
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新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH 4 和O 2 ,电解质为KOH溶液.某研究小组将【专家解说】:(1)燃料电池中,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子
【专家解说】:(1)燃料电池中,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,电极反应式为:2O 2 +4H 2 O+8e - =8OH - ,负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为:CH 4 +10OH - -8e - =CO 3 2- +7H 2 O,
故答案为:2O 2 +4H 2 O+8e - =8OH - ,CH 4 +10OH - -8e - =CO 3 2- +7H 2 O;
(2)电解饱和氯化钠溶液时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时溶液中产生氢氧化钠,所以电池反应式为:2NaCl+2H 2 O 电解 . 2NaOH+H 2 ↑+Cl 2 ↑,
故答案为:2NaCl+2H 2 O 电解 . 2NaOH+H 2 ↑+Cl 2 ↑;
(3)①SO 4 2- 、Ca 2+ 、Mg 2+ 等分别与BaCl 2 溶液、Na 2 CO 3 溶液、NaOH溶液反应生成沉淀,可再通过过滤除去,Na 2 CO 3 溶液能除去过量的BaCl 2 溶液,盐酸能除去过量的Na 2 CO 3 溶液和NaOH溶液,所以应先加BaCl 2 溶液再加氢氧化钠溶液,或者是先加氢氧化钠溶液再加氯化钡溶液,然后加Na 2 CO 3 溶液,最后加入盐酸,所以正确顺序为BCDA 或CBDA,
故答案为:BCDA 或CBDA;
②电解饱和食盐水时,与电源正极相连的电极上氯离子失电子发生氧化反应,电极反应式为:发生的反应为2Cl - -2e→Cl 2 ,阴极上氢离子得电子生成氢气,同时阴极附近生成氢氧根离子,溶液呈碱性,pH变大,
故答案为:2Cl - -2e→Cl 2 ,变大;
③HCl合成反应中保持过量的气体是氢气,氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰,故答案为:氢气;苍白色火焰;
④利用HCl合成时放出的热量来产生水蒸汽,用于NaOH溶液的蒸发,这样做的优点是充分利用能量,故答案为:充分利用能量;
⑤氯离子的检验方法是:加足量稀硝酸至呈酸性,然后滴加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则含有氯化钠,故答案为:加足量稀硝酸至呈酸性,然后滴加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则含有氯化钠.
故答案为:2O 2 +4H 2 O+8e - =8OH - ,CH 4 +10OH - -8e - =CO 3 2- +7H 2 O;
(2)电解饱和氯化钠溶液时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时溶液中产生氢氧化钠,所以电池反应式为:2NaCl+2H 2 O 电解 . 2NaOH+H 2 ↑+Cl 2 ↑,
故答案为:2NaCl+2H 2 O 电解 . 2NaOH+H 2 ↑+Cl 2 ↑;
(3)①SO 4 2- 、Ca 2+ 、Mg 2+ 等分别与BaCl 2 溶液、Na 2 CO 3 溶液、NaOH溶液反应生成沉淀,可再通过过滤除去,Na 2 CO 3 溶液能除去过量的BaCl 2 溶液,盐酸能除去过量的Na 2 CO 3 溶液和NaOH溶液,所以应先加BaCl 2 溶液再加氢氧化钠溶液,或者是先加氢氧化钠溶液再加氯化钡溶液,然后加Na 2 CO 3 溶液,最后加入盐酸,所以正确顺序为BCDA 或CBDA,
故答案为:BCDA 或CBDA;
②电解饱和食盐水时,与电源正极相连的电极上氯离子失电子发生氧化反应,电极反应式为:发生的反应为2Cl - -2e→Cl 2 ,阴极上氢离子得电子生成氢气,同时阴极附近生成氢氧根离子,溶液呈碱性,pH变大,
故答案为:2Cl - -2e→Cl 2 ,变大;
③HCl合成反应中保持过量的气体是氢气,氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰,故答案为:氢气;苍白色火焰;
④利用HCl合成时放出的热量来产生水蒸汽,用于NaOH溶液的蒸发,这样做的优点是充分利用能量,故答案为:充分利用能量;
⑤氯离子的检验方法是:加足量稀硝酸至呈酸性,然后滴加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则含有氯化钠,故答案为:加足量稀硝酸至呈酸性,然后滴加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则含有氯化钠.
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