Question

【題目】碳酸鹽燃料電池，以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物為電解質，操作溫度為650℃，在此溫度下以鎳為催化劑，以煤氣(CO、H2的體積比為3∶1)直接作燃料，其工作原理如圖所示，并以此電源用于工業生產。

（1）H2(g)、CO(g)的燃燒熱ΔH分別為－285.8kJ·mol－1、－283.0kJ·mol－1，1g液態水變為水蒸氣時吸熱2.44kJ，則電池總反應3CO(g)+H2(g)+2O2(g)=3CO2(g)+H2O(g)的ΔH=___________kJ·mol－1，B電極上發生反應的電極反應式為___________。

（2）若以此電源生產新型硝化劑N2O5，裝置如上圖所示。已知兩室加入的試劑分別是a．硝酸溶液b．N2O4＋無水硝酸，則左室加入的試劑應為___________(填“a”或“b”)，其電極反應式為___________。

（3）若以此電源用惰性電極電解足量的硝酸銀溶液，陰極產物的質量為5.4g，則陽極產生的氣體在標準狀況下的體積為___________L。電解后溶液體積為500mL，溶液的pH約為___________。

Answer 1

【答案】-1090.88 b 0.28 1

【解析】

在計算反應的焓變時，一定要注意物質的聚集狀態；書寫電極反應式時首先要明確電極的極性，即確定是得電子還是失電子，再結合具體環境分析產物的形式，最終將電極反應式書寫出來。

(1)由題可知，H2燃燒熱的熱化學方程式為：① ；CO燃燒熱的熱化學方程式為：② ；此外還有：③ ；通過分析可知電池總反應的；由示意圖可知B電極為正極，其電極反應式為：；

(2)由示意圖可知左槽中的為陽極，發生氧化反應，所以左槽中應當加入b；左槽中電極反應式為：；

(3)惰性電極電解硝酸銀時，陰極發生銀離子的還原反應生成銀單質，因此生成5.4g產物時，外電路電子轉移0.05mol，陽極的電極反應式為：，因此產生的標況下的O2的體積為：；此過程生成了0.05mol的H+，體積為500mL，所以c(H+)=0.1mol/L，pH約為1。