Question

（10分）（1）為了驗(yàn)證Fe^{3 +}與Cu²⁺氧化性強(qiáng)弱，下列裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖莀__________

（2）將CH₄設(shè)計(jì)成燃料電池，其利用率更高，裝置如圖所示（A、B為多孔碳棒）。

①_______處電極入口通甲烷（填A(yù)或B）,其電極反應(yīng)式為_(kāi)______________________________
_________________________________________
②當(dāng)消耗甲烷的體積為22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）時(shí), 假設(shè)電池的能量轉(zhuǎn)化率為100%，則導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為　　　　　　　　，消耗KOH的物質(zhì)的量為_(kāi)____________________。

Answer 1

（每空2分）（1）②
（2）①A ； CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O
②8mol ；    2mol

試題分析：（1）驗(yàn)證Fe³⁺與Cu²⁺氧化性強(qiáng)弱，在原電池中，銅作負(fù)極、其它導(dǎo)電的金屬或非金屬作正極，電解質(zhì)溶液為可溶性的鐵鹽；①中鐵作負(fù)極、Cu作正極，電池反應(yīng)式為Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，不能驗(yàn)證Fe³⁺與Cu²⁺氧化性強(qiáng)弱，故錯(cuò)誤；②中銅作負(fù)極、銀作正極，電池反應(yīng)式為Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，能驗(yàn)證Fe³⁺與Cu²⁺氧化性強(qiáng)弱，故正確；③中鐵發(fā)生鈍化現(xiàn)象，Cu作負(fù)極、鐵作正極，電池反應(yīng)式為：Cu+2NO₃^-+4H⁺=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，不能驗(yàn)證Fe³⁺與Cu²⁺氧化性強(qiáng)弱，故錯(cuò)誤；④中鐵作負(fù)極、銅作正極，電池反應(yīng)式為：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，不能驗(yàn)證Fe³⁺與Cu²⁺氧化性強(qiáng)弱，故錯(cuò)誤；故選②；
（2）①根據(jù)電子流向知，A為負(fù)極、B為正極，燃料電池中通入燃料的電極為負(fù)極、通入氧化劑的電極為正極，所以A處通入甲烷，甲烷失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O；
②甲烷的物質(zhì)的量為1mol，導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=1mol×8=8mol，根據(jù)CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O知，消耗KOH的物質(zhì)的量為甲烷物質(zhì)的量的10倍，所以消耗氫氧化鉀的物質(zhì)的量是10mol。