Question

（共10分）新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4 和O2，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進行飽和氯化鈉溶液電解實驗，如圖所示。

（1）通入甲烷的一極作原電池的____極（填“正”或“負”）

（2）閉合K開關(guān)后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生，其中b極得到的氣體是____。

（3）該甲烷燃料電池中，負極反應(yīng)式為________，正極反應(yīng)式為_________________。

（4）甲烷燃料電池工作時，若某一電極上消耗11.2 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）的CH4 氣體，線路中轉(zhuǎn)移電子的個數(shù)是____。

Answer 1

（每空2分，共10分）

（1）負 （2）H2 （3）CH4+10OH－-8e－=CO32-+7H2O 2O2+4H2O+8e－=8OH－ （4）4NA

【解析】

試題分析：（1）甲烷燃料電池屬于原電池，原電池中負極失去電子，正極得到電子，所以甲烷在負極通入，

氧氣在正極通入。

（2）閉合K開關(guān)后，b電極和電源的負極相連，作陰極，溶液中的氫離子放電，生成氫氣。

（3）甲烷燃料電池中，甲烷在負極失電子生成CO2 ，CO2 和KOH溶液反應(yīng)生成K2CO3 ，負極反應(yīng)的離子方程式為CH4+10OH－-8e－=CO32-+7H2O，氧氣在正極得電子，在KOH環(huán)境下生成OH－，正極反應(yīng)式為2O2+4H2O+8e－=8OH－。

（4）甲烷在反應(yīng)中失去8個電子，11.2L甲烷的物質(zhì)的量為11.2/22.4=0.5mol， 線路中轉(zhuǎn)移電子的個數(shù)是0.5×8×NA=4NA。

考點：考查甲烷燃料電池，原電池、電解池的工作原理。