Question

【題目】與甲醇燃料電池相比，乙醇燃料電池具有毒性低、理論能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛認(rèn)為是更有前途的燃料電池。如圖是一個(gè)乙醇燃料電池工作時(shí)的示意圖。乙池中的兩個(gè)電極均為石墨電極,乙池中盛有100mL3.00mol·L-lCuSO4溶液。請回答下列問題：

（1）甲池為_________裝置，M極是_________極。

（2）寫出甲池中加入乙醇一極的電極反應(yīng)式：________________________。

（3）N極的電極反應(yīng)式為____________________________。

（4）在此過程中，乙池中某一電極析出金屬銅6.4g時(shí)，甲池中理論上消耗氧氣的體積為_________ L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。

Answer 1

【答案】 原電池 陰 C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O 4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O-4e-=O2↑+4H+ ) 1.12

【解析】（1）由已知結(jié)合圖示可得，甲池為乙醇燃料電池，故甲池為原電池裝置；原電池中通入燃料的一極為負(fù)極，所以如圖所示，M與原電池的負(fù)極相連，故M為陰極。

（2）甲池中加入乙醇一極為負(fù)極，乙醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，因?yàn)槭菈A性電解質(zhì)溶液，所以電極反應(yīng)式為：C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O。

（3）N極為陽極，OH-失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O-4e-=O2↑+4H+)。

（4）乙池中M極是陰極，該極上析出金屬銅，電極反應(yīng)為：Cu2++2e-=Cu，當(dāng)生成金屬銅6.4g(即0.1mol)時(shí)，轉(zhuǎn)移電子為0.2mol，甲池和乙池是串聯(lián)電路，電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量相等，根據(jù)甲池中正極反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH-，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí)，消耗氧氣的物質(zhì)的量為0.05mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積是0.05mol×22.4L/mol=1.12L。