硫化氢(H2S)是一种有毒的可燃性气体,用H2S、空气和KOH溶液可以组成燃料电池,其总反应式为2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O。
(1)该电池工作时正极应通入 。
(2)该电池的负极电极反应式为: 。
(3)该电池工作时负极区溶液的pH (填“升高”“不变”“降低”)
(4)有人提出K2SO3可被氧化为K2SO4,因此上述电极反应式中的K2SO3应为K2SO4,某学习小组欲将电池工作一段时间后的电解质溶液取出检验,以确定电池工作时反应的产物。实验室有下列试剂供选用,请帮助该小组完成实验方案设计。
0.01mol·L-1KMnO4酸性溶液,1mol·L-1HNO3,1mol·L-1H2SO4,1mol·L-1HCl,
0.1mol·L-1Ba(OH)2,0.1 mol·L-1 BaCl2。
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实验步骤 |
实验现象及相关结论 |
① |
取少量电解质溶液于试管中,用pH试纸测其pH。 |
试纸呈深蓝色,经比对溶液的pH约为14,说明溶液中有残余的KOH。 |
② |
继续加入 溶液,再加入 溶液,振荡。 |
若有白色沉淀产生,则溶液中含有K2SO4。 若无白色沉淀产生,则溶液中没有K2SO4。 |
③ |
另取少量电解质溶液于试管中,先加 1 mol·L-1的H2SO4酸化,再滴入2~3滴0.01 mol·L-1KMnO4酸性溶液,振荡。 |
; 。 |
(5)若电池开始工作时每100mL电解质溶液含KOH56g,取电池工作一段时间后的电解质溶液20.00mL,加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤洗涤沉淀,将沉沉在空气中充分加热至恒重,测得固体质量为11.65g,计算电池工作一段时间后溶液中KOH的物质的量浓度 。 (结果保留四位有效数字,假设溶液体积保持不变,已知:M(KOH)=56,M(BaSO4)=233,M(BaSO3)=217)