*能是發展中的新能源,它的利用包括*的製備、儲存和應用三個環節。回答下列問題:(1)與汽油相比,*氣作為燃料的...
問題詳情:
*能是發展中的新能源,它的利用包括*的製備、儲存和應用三個環節。回答下列問題:
(1)與汽油相比,*氣作為燃料的優點是____________________
________(至少答出兩點)。但是*氣直接燃燒的能量轉換率遠低於燃料電池,寫出鹼**氧燃料電池的負極反應式:_____________。
(2)化工生產的副產*也是*氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4,同時獲得*氣:Fe+2H2O+2OH-FeO+3H2↑,工作原理如圖1所示。裝置通電後,鐵電極附近生成紫紅*FeO,鎳電極有氣泡產生。若*氧化*溶液濃度過高,鐵電極區會產生紅褐*物質。已知:Na2FeO4只在強鹼*條件下穩定,易被H2還原。
圖1 圖2
①電解一段時間後,c(OH-)降低的區域在________(填“*極室”或“陽極室”)。
②電解過程中,須將*極產生的氣體及時排出,其原因是
_____________________________________________________。
③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2,任選M、N兩點中的一點,分析c(Na2FeO4)低於最高值的原因:
_____________________________________________________。
【回答】
解析:(1)汽油是不可再生的能源,燃燒會產生CO、氮的氧化物和硫的氧化物等污染*氣體,而*氣燃燒的產物是水,故其優點有:污染小、可再生、來源廣、資源豐富和燃燒熱值高等。鹼**氧燃料電池的負極反應式為H2+2OH--2e-===2H2O。(2)①根據電解總反應:Fe+2H2O+2OH-FeO+3H2↑,結合陽極發生氧化反應知,陽極反應式為Fe-6e-+8OH-===FeO+4H2O,結合*極發生還原反應知,*極反應式為2H2O+2e-===2OH-+H2↑,則陽極室消耗OH-且無補充,故c(OH-)降低。②結合題給信息“Na2FeO4易被*氣還原”知,*極產生的*氣不能接觸到Na2FeO4,故需及時排出。③圖示中隨着c(NaOH)增大,c(Na2FeO4)先增大後減小,結合已知信息“Na2FeO4只在強鹼*條件下穩定”知,M點c(Na2FeO4)低的原因是c(OH-)低,反應速率小且Na2FeO4穩定*差。結合已知信息“若*氧化*溶液濃度過高,鐵電極區會產生紅褐*物質”知,N點c(Na2FeO4)低的原因是c(OH-)過高,鐵電極上產生Fe(OH)3或Fe2O3,使Na2FeO4產率降低。
*:(1)污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高(任寫其中2條) H2+2OH--2e-===2H2O
(2)①陽極室 ②防止Na2FeO4與H2反應使產率降低③M點:c(OH-)低,Na2FeO4穩定*差,且反應慢;
N點:c(OH-)過高,鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4產率降低(任寫其中1條)
知識點:電化學 膠體
題型:綜合題