熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视.某燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2-和HCO3-)为电解

三打白骨精概括2023-05-05  23

(1)该电池中,丁烷和氧气反应生成二氧化碳和水,反应方程式为:2C4H10+13O2=8CO2+10H2O,

故答案为:2C4H10+13O2=8CO2+10H2O;

(2)燃料电池中正极上是燃料失电子的氧化反应子,电极反应式为:2C4H10+26CO32--52e-=34CO2+10H2O;故答案为:2C4H10+26CO32--52e-=34CO2+10H2O;

(3)由于原电池的负极产物有水生成,所以负极必有CO32-参加反应,同时根据碳守恒可知必需通入CO2,故答案为:CO2;

(4))①电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时还生成氢氧化钠,离子方程式为:2Cl-+2H2O

 通电 
 
Cl2↑+H2↑+2OH-,

故答案为:2Cl-+2H2O

 通电 
 
Cl2↑+H2↑+2OH-;

②氯气氧化KI生成碘单质遇淀粉变蓝,离子反应为Cl2+2I-═I2+2Cl-,过量的Cl2将生成的I2又氧化,若反应的Cl2和I2物质的量之比为5:1,且生成两种酸,Cl元素的化合价降低,生成盐酸,I元素的化合价升高,由电子守恒可知,5×2×(1-0)=1×2×(x-0),解得x=+5,生成物为碘酸,该化学反应为5Cl2+I2+6H2O═2HIO3+10HCl,

故答案为:5Cl2+I2+6H2O═2HIO3+10HCl;

③氢氧化钠的物质的量=325mol/L×02L=065mol,根据2Cl-+2H2O

 通电 
 
Cl2↑+H2↑+2OH-知,生成065mol氢氧化钠时转移电子的物质的量=
065mol
2
×2=065mol,串联电池中转移电子数相等,所以丁烷的体积=
065mol
65×4
×224L/mol=560mL,

故答案为:560.

根据金属的活动性顺序不同,工业上制取的方法也是各不相同。

(一)制取非常活泼的金属,如金属钾,钙,钠,镁,铝等,由于它们金属性还原性都太强,一般化学试剂很难把它们还原出来,工业上一般采用电解金属形成的盐或氧化物

氯化钾,氯化钙,氯化钠,氯化镁,氧化铝的熔融物(不能有水,否则制取的金属太活泼,会与水反应),得到金属钾,钙,钠,镁,铝。因为电解质除了在水溶液中可以形成自由正,负离子,在熔融时也能形成可以自由移动的正,负离子,也就是说,这五种熔融的盐中分别含有K+,Ca2+,Na+,Mg2+,Al3+和

Cl-,O2-

。电解熔融盐或氧化物和电解盐溶液类似,拿电解氯化钠熔融物作解说,根据电解的原则,负极有大量的电子吸引正离子Na+过去得电子变成金属钠单质。(2NaCl(熔融)

=电解=

2Na↓

+

Cl2↑),不过电解的成本很高。

但是,金属钾的金属性和还原性极强,电解其熔融盐需要耗去大量的电,比上述几种金属电解耗去的电多很多,生产成本相当高,所以工业上一般不采用电解法制取金属钾,由于金属钠的沸点比钾的沸点高,利用高沸点金属制取低沸点金属,用熔融的金属钠和熔融的氯化钾置换出金属钾,由于温度过高,达到钾的沸点,金属钾以蒸气的形式出来。注意金属钾的金属性比钠强,反应是可逆的,要把置换出的钾蒸气立即导出反应容器,减小容器中钾蒸气的含量,使反应向正方向进行。

(1)金属钾

Na(熔融)

+

KCl(熔融)

=可逆=

NaCl

+

K(蒸气)

(2)金属钙

CaCl2(熔融)=电解=

Ca

+

Cl2↑

(3)金属钠

2NaCl(熔融)

=电解=

2Na↓

+

Cl2↑

(4)金属镁

MgCl2(熔融)=电解=

Mg

+

Cl2↑

(5)金属铝

2Al2O3(熔融)=电解=

4Al

+

3O2↑

(二)制取活泼性一般的金属,如金属锌,铁,铜等。工业上一般采用还原剂把金属从它的氧化物或盐溶液中还原出来,拿铁来解说,如果是铁的氧化物,则常用金属铝单质或者一氧化碳,氢气等还原剂把铁还原出。(Fe2O3

+

3CO

=高温=

2Fe

+

3CO2)。如果是铁的盐溶液,则用比铁还原性强的金属如铝(Al

+

FeCl3

=

Fe

+

AlCl3)

(1)金属锌

火法冶锌:ZnO

+

CO

=高温=

Zn

+

CO2

湿法冶锌:Mg

+

ZnSO4

=

MgSO4

+

Zn

(2)金属铁

火法冶铁:Fe2o3

+

3CO

=高温=

2Fe

+

3CO2

或者

Al

+

Fe2O3

=高温=

Fe

+

Al2O3

湿法冶铁:Al

+

FeCl3

=

Fe

+

AlCl3

(3)金属铜,

火法冶铜:CuO

+

H2

=△=

Cu

+

H2O

湿法冶铜:Fe

+

CuSO4

=

FeSO4

+

Cu

(三)制取不活泼的金属,如金属汞,银等。工业上一般加热金属氧化物使其分解成金属单质和氧气。拿金属汞解说,在加热的条件下使氧化汞分解

(1)金属汞

2HgO

=△=

2Hg

+

O2↑

(2)金属银

Ag2O

=△=

2Ag

+

O2↑

综上所述,工业上制取非常活泼的金属,一般采用电解金属盐或金属氧化物的熔融物(制取金属钾用比钾沸点高的金属钠的熔融物从熔融的氯化钾中置换出来)。制取活泼性一般的金属一般采用还原剂把金属从它的氧化物或盐溶液中还原出来。制取不活泼的金属,一般采用直接加热金属氧化物使其分解成金属单质得到。

电解法耗能最多,不经济;热还原法其次;热分解法需要的温度比较低,耗能最小,能用热分解冶炼出的金属就尽量用此法。就是说基本上所有的金属都能通过电解法制的,但浪费了电能,不经济,所以工业上冶炼金属的原则是尽量用耗能最小的,最经济的方法。

现在在看这个问题就很明显了。

用电解法制取的是只有金属

Na

,用还原剂把金属从它的氧化物或盐溶液中还原出来金属是Cu,

Fe

Zn

碳酸根参与的是半反应啦你如果光写一个阳极或阴极反应,你会发现如果没有碳酸根的话,你的氧是没法配平的在水溶液为介质的电化学里面,一般用水,氢氧根作为携氧的介质,但熔融盐的话,就是碳酸根啦~当你把两个半反应和在一起的时候,碳酸根是可以抵消的,因此,你可以把碳酸根作为催化剂看待

可以。

钠的制备方法

戴维法

戴维是通过电解法首先制得的金属钠,随后几十年内,工业上采用铁粉和高温氢氧化钠反应的方法制备金属钠,同时得到四氧化三铁和氢气

。电解氢氧化钠也得到金属钠,但是此方法使用较少。当前工业上普遍采用氯化钠-氯化钙熔盐电解法制金属钠。

当斯法

在食盐(即氯化钠)融熔液中加入氯化钙,油浴加热并电解,温度为500℃,电压6V,通过电解在阴极生成金属钠,在阳极生成氯气。然后经过提纯成型,用液体石蜡进行包装。

化学方程式:

卡斯纳法

以氢氧化钠为原料,放入铁质容器,熔化温度320~330℃,以镍为阳极,铁为阴极,在电极之间设置镍网隔膜,电解电压4~45V,阴极析出金属钠,并放出氧气。再将制得的金属钠精制,用液体石蜡包装。

化学方程式:

(在此实验中由于熔融状态的钠的密度约为:0968g/cm³,而熔融状态下的氢氧化钠的密度约为:2130

g/cm³,所以最终产生的熔融状态的钠单质会浮在熔融的氢氧化钠上,与空气中的氧气快速化合发生危险,所以要在稀有气体的保护下进行此实验,否则会发生危险!)

导电了,就发生化学反应了,比如NaCl溶液导电,生成氢氧化钠 氢气 和 氧气,导电发生的反应就是它的电解反应

它本身能导电不是化学变化,但是你通入电流,给它电子,一部分想得到电子,就会发生一些变化

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