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14.一種酸性“二甲醚(CH3OCH3)直接燃料電池”具有啟動快、能量密度高、效率好等優點,以此二甲醚燃料電池為電源進行電解的實驗裝置如圖所示.下列說法正確的是( 。
A.多孔碳c能增大氣固接觸面積,提高反應速率,該電極為負極
B.燃料電池工作時,電極d上發生的反應為:CH3OCH3+12e-+3H2O═2CO2+12H+
C.二甲醚直接燃料電池能量密度( kW•h•kg-1)約為甲醇CH3OH)直接燃料電池能量密度的1.4倍
D.a極是純銅,b極是粗銅時,a極上有銅析出,b極逐漸溶解,兩極質量變化相同

分析 A.采用多孔導電材料,可以提高電極反應物質在電極表面的吸附量,并使它們與電解質溶液充分接觸,而該極是氧氣放電,所以是正極;
B.電極d是負極發生氧化反應,電極反應式為CH3OCH3-12e-+3H2O═2CO2+12H+
C.二甲醚提供1mol電子所需質量為$\frac{46}{12}$g,而甲醇(CH3OH燃燒生成二氧化碳,化合價升高6價)提供1mol電子所需質量為$\frac{30}{6}$g,依據能量密度=電池輸出電能/燃料質量計算;
D.a與原電池的正極相連為電解池的陽極,銅失電子發生氧化反應,b與原電池的負極相連為電解池的陰極,銅離子得電子發生還原反應.

解答 解:A.采用多孔導電材料,可以提高電極反應物質在電極表面的吸附量,并使它們與電解質溶液充分接觸,而該極是氧氣放電,所以是正極,而不是負極,故A錯誤;
B.電極d是負極發生氧化反應,電極反應式為:CH3OCH3-12e-+3H2O═2CO2+12H+,故B錯誤;
C.二甲醚提供1mol電子所需質量為$\frac{46}{12}$g,而甲醇(CH3OH燃燒生成二氧化碳,化合價升高6價)提供1mol電子所需質量為$\frac{30}{6}$g,所以二甲醚直接燃料電池能量密度( kW•h•kg-1)約為甲醇(CH3OH)直接燃料電池能量密度為$\frac{30}{6}$:$\frac{46}{12}$,約為1.4倍,故C正確;
D.a與原電池的正極相連為電解池的陽極,銅失電子發生氧化反應,則純銅溶解,b與原電池的負極相連為電解池的陰極,銅離子在粗銅上得電子發生還原反應產生銅,兩極質量變化相同,故D錯誤;
故選C.

點評 本題考查了燃料電池和電解池的工作原理,明確正負極、陰陽極上發生的反應是解本題關鍵,難點是電極反應式的書寫,要結合電解質溶液的酸堿性書寫,注意能量密度=電池輸出電能/燃料質量,題目難度不大.

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:多選題

11.羥氨芐青霉素是高效、廣譜和低毒的抗生素,其結構簡式如圖所示.下列說法錯誤的是( 。
A.羥氨芐青霉素在空氣中不能很穩定地存在
B.每個羥氨芐青霉素分子中含有3個手性碳原子
C.羥氨芐青霉素既能與鹽酸反應,又能與碳酸氫鈉溶液反應
D.羥氨芐青霉素可以與FeCl3發生顯色反應

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

5.電子工業常用30%的FeCl3溶液腐蝕附在絕緣板上的銅箔,制造印刷電路板.
(1)檢驗溶液中Fe3+存在的試劑是KSCN溶液,證明Fe3+存在的現象是溶液變為紅色.
(2)寫出FeCl3溶液與金屬銅反應的化學方程式:2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2
(3)某工程師為了從使用過的腐蝕廢液中回收銅,并重新獲得FeCl3溶液,準備采取下列步驟:

A.請寫出上述實驗中加入或生成的有關物質的化學式:
①Fe,②FeCl2,⑥Cl2
B.請寫出含有②的濾液與⑥反應的離子方程式:2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-
(4)實驗室里保存FeSO4溶液時,常在溶液中加入鐵釘或鐵粉防止溶液里的Fe2+被氧化,請用離子方程式說明其中的道理:2Fe3++Fe═3Fe2+

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科目:高中化學 來源: 題型:推斷題

2.飲水安全在人們生活中占有極為重要的地位,某研究小組提取三處被污染的水源進行了分析,給出了如下實驗信息:其中一處被污染的水源含有A、B兩種物質,一處含有C、D兩種物質,一處含有E物質.A、B、C、D、E五種常見化合物都是由下表中的離子形成:
陽離子  K+   Na+   Cu2+  Al3+
陰離子  SO42-  HCO3-  NO3-  OH-
為了鑒別上述化合物,分別進行以下實驗,其結果如下所示:
①將它們溶于水后,D為藍色溶液,其他均為無色溶液;
②將E溶液滴入到C溶液中出現白色沉淀,繼續滴加,沉淀溶解;
③進行焰色反應,只有B、C為紫色(透過藍色鈷玻璃片);
④在各溶液中加入硝酸鋇溶液,再加過量稀硝酸,A中放出無色氣體,C、D中產生白色沉淀;
⑤將B、D兩溶液混合,未見沉淀或氣體生成.
根據上述實驗填空:
(1)寫出A、B、C、D、E的化學式:A:NaHCO3、B:KNO3、C:KAl(SO42、D:CuSO4 E:NaOH
(2)將含1mol A的溶液與含1mol E的溶液反應后蒸干,僅得到一種化合物,該化合物為Na2CO3
(3)寫出實驗②發生反應的離子方程式:Al3++3OH-═Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-═[Al(OH)4]-
(4)C常用作凈水劑,用離子方程式表示其凈水原理:Al3++3H2O?Al(OH)3(膠體)+3H+

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

9.下列各種冶煉方法中,可制得相應金屬的為(  )
A.加熱氧化鎂B.電解熔融氧化鋁
C.電解氯化鈉溶液D.氯化鈉與鋁粉高溫共熱

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科目:高中化學 來源: 題型:計算題

19.一定量的氫氣在氯氣中燃燒,所得混合物用100mL 3.00mol/L的NaOH溶液(密度為1.12g/mL)恰好完全吸收,測得溶液中含有NaClO的物質的量為0.050mol.
(1)原NaOH溶液的質量分數為10.7%.
(2)所得溶液中NaCl的物質的量為0.25mol.
(3)所用氯氣和參加反應的氫氣的物質的量之比n(Cl2):n(H2)=3:2.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

6.如表實驗操作正確的是( 。
實驗操作
A觀察鈉與水反應的現象用鑷子從煤油中取出金屬鈉,切下綠豆大小的鈉,小心放入裝滿水的燒杯中
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C證明Na2O2與CO2是放熱反應Na2O2用棉花包裹,放入充滿CO2的集氣瓶中,棉花燃燒說明是放熱反應
D檢驗Na2CO3與K2CO3溶液用稀硫酸清洗過的鉑絲分別蘸取溶液,在酒精燈外焰上灼燒,透過藍色鈷玻璃觀察火焰的顏色
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

3.用2KMnO4+16HCl═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反應制取Cl2,被氧化的HCl和未被氧化的HCl的質量之比為( 。
A.1:8B.2:5C.5:2D.5:3

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

4.已知:CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l),1mol CH3CH2CH2CH3完全燃燒放出 2878kJ熱量;(CH32CHCH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l),1mol(CH32CHCH3燃燒放出2869kJ熱量.下列說法正確的是(  )
A.1 mol CH3CH2CH2CH3分子儲存的能量大于1 mol (CH32CHCH3分子
B.1 mol CH3CH2CH2CH3分子儲存的能量小于1 mol (CH32CHCH3分子
C.(CH32CHCH3轉化為CH3CH2CH2CH3的過程是一個放熱過程
D.斷開1 mol物質中化學鍵吸收的能量CH3CH2CH2CH3大于(CH32CHCH3

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