回答下列問題:
Ⅰ.某小組研究Na2S溶液與KMnO4溶液反應(yīng),探究過程如圖。
實(shí)驗(yàn)序號 |
Ⅰ |
Ⅱ |
實(shí)驗(yàn)過程 |
|
|
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
紫色變淺(pH>1),生成棕褐色沉淀(MnO2) |
溶液呈淡黃色(pH≈8),生成淺粉色沉淀(MnS) |
資料:單質(zhì)硫可溶于過量硫化鈉溶液形成淡黃色的Na
2S
2溶液。
(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知,Na
2S具有
還原
還原
性。
(2)甲同學(xué)預(yù)測實(shí)驗(yàn)Ⅰ中S
2-被氧化成
。
①根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,乙同學(xué)認(rèn)為甲的預(yù)測不合理,理由是
溶液呈淺紫色,說明酸性KMnO
4溶液過量,
能被其繼續(xù)氧化
溶液呈淺紫色,說明酸性KMnO
4溶液過量,
能被其繼續(xù)氧化
。
②乙同學(xué)取實(shí)驗(yàn)Ⅰ中少量溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),檢測到有
,得出S
2-被氧化成
的結(jié)論,丙同學(xué)否定了該結(jié)論,理由是
因?yàn)镵MnO
4溶液是用H
2SO
4酸化的,溶液中本來就存在
因?yàn)镵MnO
4溶液是用H
2SO
4酸化的,溶液中本來就存在
。
③同學(xué)們經(jīng)討論后,設(shè)計了如圖實(shí)驗(yàn),證實(shí)該條件下
的確可以將S
2-氧化成
。
右側(cè)燒杯中的溶液是
0.01mol?L-1KMnO4溶液(H2SO4酸化至pH=0)
0.01mol?L-1KMnO4溶液(H2SO4酸化至pH=0)
;連通后電流計指針偏轉(zhuǎn),一段時間后,取左側(cè)燒杯中的溶液,用鹽酸酸化后,滴加BaCl
2溶液,觀察到有白色沉淀生成,證明S
2-氧化成了
。
Ⅱ.甲烷和甲醇的燃料電池具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景。
(3)甲醇燃料電池(簡稱DMFC)由于結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染,可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注。DMFC的工作原理如圖所示:
通入a物質(zhì)的電極是原電池的
負(fù)
負(fù)
(填“正”或“負(fù)”)極,其電極反應(yīng)式為
CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+
CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+
。
(4)某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源,進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn):如圖所示U形管中氯化鈉溶液的體積為800mL。閉合K后,若每個電池中甲烷通入量為0.224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),且反應(yīng)完全,則理論上通過電解池的電量為
7.72×103C
7.72×103C
(法拉第常數(shù)F=9.65×10
4C?mol
-1),若產(chǎn)生的氣體全部逸出,電解后溶液混合均勻,電解后U形管中溶液的pH為
13
13
(假設(shè)反應(yīng)后溶液體積不變)。