Question

（15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，进行饱和氯化钠溶液电解实验，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，a电极名称是           ，电极方程式为                    。

（3）若标准状况下，每个燃料电池中通入1.12L甲烷气体完全反应，则电解池中产生氯气体积为     L。

Answer

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

（2）阳极；2Cl——2e—＝Cl2↑ （3）4.48L

【解析】

试题分析：（1）原电池中负极失去电子，正极得到电子，则甲烷燃料电池中甲烷在负极通入，氧气在正极通入，则正极、负极的电极反应分别为

2O2+4H2O+8e—＝8OH—、CH4-8e—+10OH—＝CO32—+7H2O

（2）闭合K开关后，a电极与电源正极相连，则a电极名称是阳极，溶液中的氯离子放电，则电极方程式为2Cl——2e—＝Cl2↑。

（3）若标准状况下，每个燃料电池中通入1.12L甲烷气体完全反应，则参加反应的甲烷的物质的量＝1.12L÷22.4L/mol＝0.05mol，转移0.05mol×8＝0.4mol电子，则电解池中产生氯气的物质的量＝0.4mol÷2＝0.2mol，在标准状况下的体积为4.48L。

考点：考查电化学原理的应用