Question

新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH₄和O₂，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液(滴有几滴酚酞)电解实验，如图所示。

回答下列问题：

(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为________________________ 、________________________。

(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中a电极上得到的是________；电解过程中________极(填“a”或“b”)附近会出现红色。电解氯化钠溶液的总化学方程式为________________________。将a、b两极的产物相互反应可得到“84”消毒液的有效成分NaClO，特殊情况下可用“84”消毒液吸收SO₂，反应的离子方程式为________________________。

(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生的氯气体积为________L(标准状况)。

Answer

(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)根据CH4＋10OH－－8e－=CO32－＋7H2O、2Cl－－2e－=Cl2↑和电子守恒知，计算关系式为CH4～8e－～4Cl2，所以标准状况下氯气体积为4 L。