Question

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（滴有幾滴酚酞）電解實驗，如圖所示。

回答下列問題：

（1）甲烷燃料電池正極、負極的電極反應分別為________________________ 、________________________。

（2）閉合K開關后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生，其中a電極上得到的是________；電解過程中________極（填“a”或“b”）附近會出現(xiàn)紅色。電解氯化鈉溶液的總化學方程式為________________________。將a、b兩極的產(chǎn)物相互反應可得到“84”消毒液的有效成分NaClO，特殊情況下可用“84”消毒液吸收SO2 ，反應的離子方程式為________________________。

（3）若每個電池甲烷通入量為1 L（標準狀況），且反應完全，則理論上最多能產(chǎn)生的氯氣體積為________L（標準狀況）。

 

Answer 1

（1）O2＋2H2O＋4e－=4OH－

CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O

（2）Cl2　b　2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑　ClO－＋SO2＋H2O=Cl－＋SO42-＋2H＋

（3）4

【解析】（3）根據(jù)CH4＋10OH－－8e－=CO32-＋7H2O、2Cl－－2e－=Cl2↑和電子守恒知，計算關系式為CH4～8e－～4Cl2，所以標準狀況下氯氣體積為4 L。