Question

下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：

（1）M电极的材料是         ，电极名称是          ，加入乙醇的铂电极的电极反应

式为                              。写出乙池中发生的化学反应的离子方程式：                   。

（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4．32g时，甲池中理论上消耗氧气为     L（标准状况下）；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池中溶液的pH为       。

（3）若在常温常压下，1g C₂H₅OH燃烧生成CO₂和液态H₂O时放出29．71kJ热量。表示该反应的热化学方程式为                                           。

（4）甲烷也是一种很好的清洁能源。蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧的热化学方程式为：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l)  △H＝－890．3 kJ／mol。356g“可燃冰”(若分子式为CH₄·9H₂O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水．放出的热量为                kJ。

Answer

（1）铁 阴极  C2H5OH－12e+16OH—=2CO32—+11H2O  4Ag++2H2O4Ag+4H++O2↑．

（2）0．224  1 （3）C2H5OH（l）+3O2（g）    2CO2（g）+3H2O（l）△H=－1366．7kJ/mol   （4）1780．6

【解析】

试题分析：（1）由图可看出：甲是燃料电池。属于原电池。乙则是电解池。对于甲池来说：通入乙醇的电极式负极，通入氧气的电极是正极。对于乙池来说：M是阴极，N是阳极。乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，说明铁电极是阴极（M极）石墨电极是阳极（N极）。因为如果铁电极作阳极，就会发生氧化反应导致质量减少。加入乙醇的铂电极的电极反应：C2H5OH－12e+16OH—=2CO32—+11H2O。乙池就是电解硝酸银溶液。发生的化学反应的离子方程式：4Ag++2H2O4Ag+4H++O2↑．（2）在整个闭合回路中电子转移数目相等。n(Ag)=m/M=4．32g÷108g/mol=0．04mol．n(e-)=0．04mol．所以n(O2)=0．04mol÷4=0．01mol．y因为n=V/VM,所以V=n·VM=0．01mol×22．4mol/L=0．224L．因为n(Ag)=n(H+)=0．04mol．V(aq)=0．4L所以C(H+)=n/V（aq）=0．04mol÷0．4L=0．1mol/L．故PH=1（3）乙醇的相对分子质量是46，若在常温常压下，1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29．71kJ热量。46g乙醇1mol燃烧生成CO2和液态H2O时放出热量46×29．71kJ=1366．7kJ．表示该反应的热化学方程式为：C2H5OH（l）+3O2（g）    2CO2（g）+3H2O（l）△H=－1366．7kJ/mol （4）可燃冰相对分子质量为178，n(可燃冰)=356g÷108g/mol=2mol．．完全燃烧生成液态水．放出的热量为2mol×890．3 kJ／mol=1780．6KJ

考查原电池、电解池及热化学方程式的书写等知识。