CH4是一种清洁、高效、具有优良的环保性能的燃料，1mol CH4完全燃烧生成稳定的产物．反应热为890.3K
CH4是一种清洁、高效、具有优良的环保性能的燃料，1mol CH4完全燃烧生成稳定的产物．反应热为890.3KJ•mol-1．它可以作为燃料电池的燃料．（1）写出甲烷燃烧的热化学方程式：______；
（2）以甲烷、空气、氢氧化钾溶液为原料，惰性电极为电极可以构成燃料电池．该电池的正极反应式：______；
（3）用（1）中的燃料电池为电源，以石墨为电极电解500ml滴有酚酞的NaCl溶液，装置如图所示：
①请写出电解过程中阴极附近观察到的现象：______．
②到燃料电池消耗2.8L O2（标准状况下）时，在Y极通过的电子的物质的量为：______．
③电解之后，要使溶液恢复原状，应该向溶液中加入物质（填名称）______．
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解题思路：（1）依据热化学方程式的书写方法，结合燃烧热的概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量写出，注意标注物质的聚集状态和燃烧热；
（2）先判断氧化剂、还原剂，然后根据原电池原理判断正负极上反应的物质，结合电解质溶液写出电极反应式；
（3）依据电源判断X为电解池的阳极，Y为电解池的阴极；
①阴极是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，溶液中水的电离被破坏，生成了氢氧根离子显碱性，遇酚酞变红；
②根据甲烷燃料电池的电极反应和电解氯化钠的电极反应，依据电子守恒计算得到；电极上的电子转移守恒；
③依据电解氯化钠溶液生成了氢气、氯气和氢氧化钠，恢复原溶液浓度需要加入氢气和氯气组成的含氯化氢的盐酸溶液；
（2）先判断氧化剂、还原剂，然后根据原电池原理判断正负极上反应的物质，结合电解质溶液写出电极反应式；
（3）依据电源判断X为电解池的阳极，Y为电解池的阴极；
①阴极是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，溶液中水的电离被破坏，生成了氢氧根离子显碱性，遇酚酞变红；
②根据甲烷燃料电池的电极反应和电解氯化钠的电极反应，依据电子守恒计算得到；电极上的电子转移守恒；
③依据电解氯化钠溶液生成了氢气、氯气和氢氧化钠，恢复原溶液浓度需要加入氢气和氯气组成的含氯化氢的盐酸溶液；
（1）CH4 是一种清洁、高效、具有优良的环保性能的燃料，其燃烧热为890.3KJ•mol-1，热化学方程式为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3KJ/mol，
故答案为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3KJ/mol；
（2）负极上的电极反应式等于电池的总反应式-正极发生的电极方程式；以甲烷、空气、氢氧化钾溶液为原料，惰性电极可构成燃料电池，正极反应为：3O2+12H2O+12e-=12OH-，总反应式为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，两式相减，负极反应为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，
故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；
（3）燃料电池为电源，以石墨为电极电解500ml滴有酚酞的NaCl溶液，X为电解池的阳极，Y为电解池的阴极；
①阴极是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，溶液中水的电离被破坏，生成了氢氧根离子显碱性，遇酚酞变红；电解过程中阴极附近观察到的现象是，阴极附近变红；
故答案为：阴极附近变红；
②甲烷燃料电池的正极消耗氧气，燃料电池消耗2.8L O2物质的量=[2.8L/22.4L/mol]=0.125mol；正极反应为：3O2+12H2O+12e-=12OH-，计算得到电子转移为0.5mol；电极上的电子守恒得到在Y极通过的电子的物质的量为0.5mol；
故答案为：0.5mol；
③电解氯化钠溶液生成了氢气、氯气和氢氧化钠，恢复原溶液浓度需要加入氢气和氯气组成的含氯化氢的盐酸溶液；
故答案为：氯化氢气体；
点评：
本题考点： 热化学方程式；化学电源新型电池．
考点点评： 本题考查学生盖斯定律计算反应热的知识，燃烧热的概念应用，原电池的电极反应书写，电解池的计算应用，关键是电解过程中电子守恒是计算的依据，题目难度中等，
1年前
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