Question

16．將CH₄設(shè)計(jì)成燃料電池，其利用率更高，裝置如右圖所示（A、B為多孔碳棒）．持續(xù)通入甲烷，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，消耗甲烷的體積為V L．
（1）電池負(fù)極電極反應(yīng)為CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）當(dāng)消耗甲烷的體積為22.4L（標(biāo)況下）時(shí)，溶液中KOH的物質(zhì)的量濃度為1mol/L；（假設(shè)溶液體積不變）

Answer 1

分析 （1）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）當(dāng)消耗甲烷的體積為22.4L（標(biāo)況下）時(shí)，甲烷的物質(zhì)的量為：$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，而總的電極反應(yīng)式為：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，消耗氫氧化鉀為2mol，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$進(jìn)行計(jì)算求解．

解答 解：（1）負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；故答案為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）當(dāng)消耗甲烷的體積為22.4L（標(biāo)況下）時(shí)，甲烷的物質(zhì)的量為：$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，而總的電極反應(yīng)式為：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，消耗氫氧化鉀為2mol，則此時(shí)溶液中KOH的物質(zhì)的量濃度為$\frac{4-2}{2}$=1mol/L，故答案為：1mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了通過(guò)計(jì)算書(shū)寫(xiě)燃料電池的電極反應(yīng)式等重要考點(diǎn)，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性較強(qiáng)，難度較大．