Question

10．甲烷和甲醇可以做燃料電池，具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景，回答下列問題

（1）甲醇燃料電池（簡稱DMFC）由于結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染，可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注．DMFC工作原理如圖1所示：通入a氣體的電極是原電池的負(fù)極（填“正”“負(fù)”），其電極反應(yīng)式為CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺．
（2）某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)，如圖2所示U形管中氯化鈉溶液的體積為800ml．閉合K后，若每個電池甲烷用量均為0.224L（標(biāo)況），且反應(yīng)完全，則理論上通過電解池的電量為7.72×10³C（法拉第常數(shù)F=9.65×10⁴C/mol），若產(chǎn)生的氣體全部逸出，電解后溶液混合均勻，電解后U形管中溶液的pH為13．

Answer 1

分析 （1）燃料電池中，通入燃料的電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，加成被氧化生成二氧化碳；
（2）電解氯化鈉溶液的化學(xué)方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，可知關(guān)系式1 mol CH₄～8 mol e^-～8molNaOH計(jì)算．

解答 解：（1）燃料電池中，通入燃料的電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，加成被氧化生成二氧化碳，電極方程式為，
故答案為：負(fù)；CH₃OH+H₂O-6e ^-═CO₂+6H⁺；
（2）電解氯化鈉溶液的化學(xué)方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，可知關(guān)系式1 mol CH₄～8 mol e^-～8molNaOH，故若每個電池甲烷通入量為0.224L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），生成0.08molNaOH，c（NaOH）=$\frac{0.08mol}{0.8L}$=0.1mol/L，pH=13；電解池通過的電量為$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$×8×9.65×10⁴C•mol^-1=7.72×10³C（題中雖然有兩個燃料電池，但電子的傳遞量只能用一個池的甲烷量計(jì)算），
故答案為：7.72×10³C；13．

點(diǎn)評 本題綜合考查電化學(xué)知識，涉及電極判斷與電極反應(yīng)式書寫等問題，做題時注意從氧化還原的角度判斷原電池的正負(fù)極以及電極方程式的書寫，本題中難點(diǎn)和易錯點(diǎn)為電極方程式的書寫，題目難度中等．