Question

16．氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型電池，圖為電池示意圖，據(jù)此回答下列問題
：
（1）該電池的正極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．
（2）已知在25℃、101kPa時，C₂H_6（g）的燃燒熱為1559.8kJ/mol，請寫出
C₂H₆（g）燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1559.8KJ/mol．
（3）若將上述裝置中的H₂改為通入CH₄（g）請寫出該燃料電池的負極反應(yīng)式為
CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O．
（4）假設(shè)使用的燃料為CH₄，如用這種電池電鍍銅，待鍍金屬的質(zhì)量增加12.8g，則至少消耗標準狀況下CH₄的體積為1.12L．

Answer 1

分析 （1）氫氧燃料堿性電池中，正極上O₂得電子和H₂O反應(yīng)生成OH^-；
（2）25℃、101kPa時，C₂H_6（g）的燃燒熱為1559.8kJ/mol，即1mol乙烷完全燃燒生成二氧化碳氣體和液態(tài)水放出1559.8kJ熱量；
（3）甲烷燃料堿性電池中，負極上甲烷失電子和OH^-反應(yīng)生成CO₃^2-和H₂O；
（4）待鍍金屬上析出的是Cu，待鍍金屬的質(zhì)量增加12.8g，則析出n（Cu）=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算消耗甲烷體積．

解答 解：（1）氫氧燃料堿性電池中，正極上O₂得電子和H₂O反應(yīng)生成OH^-，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）25℃、101kPa時，C₂H₆（g）的燃燒熱為1559.8kJ/mol，即1mol乙烷完全燃燒生成二氧化碳氣體和液態(tài)水放出1559.8kJ熱量，則C₂H₆（g）燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1559.8KJ/mol，
故答案為：C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1559.8KJ/mol；
（3）甲烷燃料堿性電池中，負極上甲烷失電子和OH^-反應(yīng)生成CO₃^2-和H₂O，電極反應(yīng)式為CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，故答案為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（4）待鍍金屬上析出的是Cu，待鍍金屬的質(zhì)量增加12.8g，則析出n（Cu）=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算消耗甲烷體積=$\frac{0.2mol×2}{8}×22.4L/mol$=1.12L，
故答案為：1.12．

點評 本題考查燃料電池、電鍍、熱化學(xué)等知識點，明確各個電極上發(fā)生的反應(yīng)及熱化學(xué)方程式的書寫方法是解本題關(guān)鍵，難點是電極反應(yīng)式的書寫，注意結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫，題目難度不大．