Question

（12分）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，进行氯化铜溶液电解实验，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， b电极的名称是               ，电解氯化铜溶液的化学方程式为                               。

（3）若电解池中b电极增重3.2g，则理论上a电极产生的气体体积为         L（标准状况），通过电解池的电子的物质的量为          mol。

Answer

（12分）

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

（2）阴极（2分） CuCl2Cu＋Cl2↑（2分）

（3）1.12L （2分） 0.1（2分）

【解析】

试题分析：（1）在碱性溶液中，甲烷燃料电池的总反应式为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，正极是：2O2+4H2O+8e-═8OH-，负极是：CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O．

（2）闭合K开关后， b电极连接电源的负极，电极的名称是阴极，电解池中发生反应的化学方程式为：CuCl2Cu＋Cl2↑

（3）若电解池中b电极增重3.2g，说明生成铜的物质的量为0.05mol，电路中转移电子数为0.1mol,a电极理论上生成的Cl2也是0.05mol，体积为1.12L；

考点：原电池与电解池的综合应用，涉及电极反应、电极产物判断及计算等。