Question

能源是人類社會生活和社會發(fā)展的基礎(chǔ)。請閱讀以下材料，回答有關(guān)問題：

1.在農(nóng)村推廣建造沼氣池，不僅能有效地利用        能，還能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)良的肥料。已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出445kJ的熱量，請寫出甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式              。

2.某研究人員設(shè)計(jì)了如右圖甲所示的甲烷燃料電池。則該燃料電池的負(fù)極是     （填a或b），正極反應(yīng)為          。若以該電池為電源，石墨為電極電解CuCl₂溶液（如右圖乙所示），則Y極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為       。若電解過程中共消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下甲烷0.56L，則理論上可析出金屬銅      g。

  

 

Answer 1

【答案】

 

1.生物質(zhì)；  CH₄(g)+2O₂(g)→CO₂(g)+2H₂O(l)     △H=－890KJ/mol。

2.a；   O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O ；    2Cl^--2e^-=Cl₂ ↑ ；  6.4 

【解析】

1.考查能量的相互轉(zhuǎn)化以及熱化學(xué)方程式的書寫。有機(jī)物在一定條件下，通過微生物發(fā)酵作用可產(chǎn)生沼氣，該過程利用的是生物質(zhì)能。標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L甲烷是0.5mol，所以甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為CH₄(g)+2O₂(g)→CO₂(g)+2H₂O(l)     △H=－890KJ/mol。

2.在燃料電池中負(fù)極是失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以甲烷在負(fù)極通入，所以a是負(fù)極，b是正極。根據(jù)裝置圖的結(jié)構(gòu)可判斷，正極電極反應(yīng)式為2O₂+8H⁺+8e^－=4H₂O，負(fù)極反應(yīng)式為CH₄－8e^－＋2H₂O＝CO₂＋8H^＋。Y和電源的正極相連，作陽極，溶液中的陰離子氯離子在陽極放電，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，電極反應(yīng)式為2Cl^--2e^-=Cl₂ ↑，陰極銅離子放電，發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^－=Cu。0.56L甲烷失去的電子是，根據(jù)得失電子守恒可知，生成的銅是，質(zhì)量是0.1mol×64g/mol＝6.4g。