Question

（11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(gè)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。

回答下列問題：

（1）甲烷燃料電池正極、負(fù)極的電極反應(yīng)分別為 、 。

（2）閉合K開關(guān)后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生．其中b電極上電極反應(yīng)式為 ；

（3）若每個(gè)電池甲烷通入量為 1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且反應(yīng)完全，則理論上最多能產(chǎn)生的氯氣體積

為 L (標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

 

Answer 1

（1）2O2＋4H2O＋8e—= 8OH-；（3分），CH4＋10OH－－8e—= CO32 －＋7H2O（3分）。

（2）2H2O + 2 e— = H2↑+ 2OH －（3分） 。

（3）4 （2分）。

【解析】

試題分析：（1）在甲烷燃料電池中通入甲烷的電極是負(fù)極，通入氧氣的電極是正極，由于電解質(zhì)溶液是KOH溶液，所以正極、負(fù)極的電極反應(yīng)分別為2O2＋4H2O＋8e—= 8OH-； CH4＋10OH－－8e—= CO32 －＋7H2O；（2）閉合K開關(guān)后，電極a與電源的正極連接，是陽極，b電極與電源的負(fù)極連接，是陰極。陰極b電極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O + 2 e— = H2↑+ 2OH －；（3）若每個(gè)電池甲烷通入量為 1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且反應(yīng)完全，由于在整個(gè)閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目是(1L÷22.4L/mol)×8=(VL÷22.4L/mol)×2,解得V=4L。

考點(diǎn)：考查原電池、電解池的反應(yīng)原理及應(yīng)用的知識(shí)。