Question

6．如圖是一個(gè)乙醇燃料電池工作時(shí)的示意圖，乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極，一個(gè)是鐵電極，工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）M電極的材料是鐵，電極名稱是陰極，N的電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，加入乙醇的鉑電極的電極反應(yīng)C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O．
（2）在此過(guò)程中，乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時(shí)，甲池中理論上消耗氧氣為0.224L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）；若此時(shí)乙池溶液的體積為400mL，則乙池中溶液的pH為1．

Answer 1

分析 （1）堿性乙醇燃料電池中通入乙醇的一極為原電池的負(fù)極，通入氧氣的一極為原電池的正極，乙池為電解池，乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極，一個(gè)是鐵電極，工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少，N連接原電池的正極，應(yīng)為電解池的陽(yáng)極，則應(yīng)為石墨材料，M為電解池的陰極，為鐵電極，據(jù)此解答即可；
（2）n（Ag）=$\frac{4.32g}{108g/mol}$=0.04mol，根據(jù)Ag⁺+e^-=Ag可知轉(zhuǎn)移電子為0.04mol，結(jié)合電子的轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量的判斷進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）堿性乙醇燃料電池中通入乙醇的一極為原電池的負(fù)極，負(fù)極上乙醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O，通入氧氣的一極為原電池的正極，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，乙池為電解池，乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極，一個(gè)是鐵電極，工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少，N連接原電池的正極，應(yīng)為電解池的陽(yáng)極，則應(yīng)為石墨材料，N為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式是4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，M為陰極，電極材料是Fe，
故答案為：鐵；陰極；4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；
（2）n（Ag）=$\frac{4.32g}{108g/mol}$=0.04mol，根據(jù)Ag⁺+e^-=Ag可知轉(zhuǎn)移電子為0.04mol，甲池中通入氧氣的一極為正極，反應(yīng)式為2O₂+8H⁺+8e^-=4H₂O，則消耗n（O₂）=$\frac{1}{4}$×0.04mol=0.01mol，V（O₂）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L，
所以乙池同時(shí)產(chǎn)生氫離子的物質(zhì)的量是0.04mol，則其濃度是0.1mol/L，所以溶液的pH=1；
故答案為：0.224；1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池原理和電解池原理，明確原電池和電解池電極上發(fā)生反應(yīng)的類型即可分析解答本題，題目難度中等．