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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CH4和O2,电解质为KOH溶液.某研究小组将两个

来源:江南娱乐-意甲尤文图斯亚
时间:2024-08-17 11:18:34
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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CH4和O2,电解质为KOH溶液.某研究小组将两个【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

【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:2O2+4H2O+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:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,
故答案为:2O2+4H2O+8e-=8OH-,CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;
(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+2H2O 电解 . 2NaOH+H2↑+Cl2↑,
故答案为:2NaCl+2H2O 电解 . 2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(3)①SO42-、Ca2+、Mg2+等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀,可再通过过滤除去,Na2CO3溶液能除去过量的BaCl2溶液,盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液,所以应先加BaCl2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Na2CO3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→Cl2,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→Cl2,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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  2. 用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl-、Br-、Na+、Mg2+)的装置如图所示(a、b为石墨电极).下列说法中
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