Question

（10分）可以将氧化还原反应2H₂＋O₂＝2H₂O设计成原电池。（每空2分）

（1）利用H₂、O₂、HCl溶液构成燃料电池，则正极的电极反应式为_______________；负极的电极反  应式为________________。

（2）把H₂改成CH₄，KOH溶液作电解质，则负极的电极反应式为_______________，当导线中通过4 mol电子时，需消耗______mol的KOH；将4 mol CH₄完全与Cl₂发生取代反应，并生成等物质的量的四种氯代物，则理论上需要消耗Cl₂的物质的量为_______mol。

Answer

（每空2分，共10分）（1）O2＋4H+＋4eˉ＝2H2O（2分）；2H2－4eˉ＝4H+（2分）；

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

【解析】

试题分析：可以将氧化还原反应2H2＋O2＝2H2O设计成原电池。（每空2分）

（1）原电池中负极失去电子，发生氧化反应，正极得到电子，发生还原反应，则利用H2、O2、HCl溶液构成燃料电池，则正极通入的是氧气，电极反应式为O2＋4H+＋4eˉ＝2H2O，负极通入的是氢气，电极反应式为2H2－4e—＝4H+。

（2）把H2改成CH4，KOH溶液作电解质，则负极的电极反应式为CH4＋10OH-－8e-＝CO32-＋7H2O。正极通入的是氧气，总反应式为CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O。因此当导线中通过4 mol电子时，需消耗1mol的KOH；将4 mol CH4完全与Cl2发生取代反应，并生成等物质的量的四种氯代物，则四种氯代烷的物质的量均是1mol，则理论上需要消耗Cl2的物质的量为1+2+3+4＝10mol。

考点：考查原电池原理的应用及甲烷与氯气的取代反应计算