Question

12．CH₄-O₂燃料電池具有放電穩(wěn)定，無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，如圖為一用甲烷氧氣燃料電池電解飽和氯化鈉溶液的模型圖：

請(qǐng)認(rèn)真讀圖，回答以下問(wèn)題：
（1）通入CH₄氣體的一極為燃料電池的負(fù)（填“正”或“負(fù)”）極，a電極為電解池的陽(yáng)（填“陰”或“陽(yáng)”）極，
（2）請(qǐng)寫(xiě)出通入甲烷氣體的一極所發(fā)生的電極反應(yīng)式：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O，其附近的PH值變�。ㄌ睢安蛔儭被颉白兇蟆被颉白冃　保�
（3）如果通入1mol的甲烷完全參與電極反應(yīng)，則電路中轉(zhuǎn)移8mol的電子，a電極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為89.6L．

Answer 1

分析 （1）燃料甲烷在負(fù)極失電子被氧化，a與正極相連是電解池的陽(yáng)極；
（2）甲烷燃料電池，甲烷在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成二氧化碳消耗氫氧根并生成水；
（3）根據(jù)關(guān)系式1 mol CH₄～8 mol e^-～4 mol Cl₂計(jì)算．

解答 解：（1）甲烷堿性燃料電池中負(fù)極甲烷失電子被氧化，正極氧氣得電子被還原，a與正極相連是電解池的陽(yáng)極，
故答案為：負(fù)；陽(yáng)；
（2）在堿性溶液中，甲烷燃料電池的總反應(yīng)式為：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，正極是：2O₂+4H₂O+8e^-═8OH^-，負(fù)極是：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O，負(fù)極的氫氧根被消耗且生成水，氫氧根的濃度降低，堿性減弱，PH值變小，故答案為：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O；變小；
（3）a極作陽(yáng)極是氯離子放電產(chǎn)生氯氣，根據(jù)得失電子守恒，可得：1 mol CH₄～8 mol e^-～4 mol Cl₂，故1mol甲烷參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移8mol電子，生成4molCl₂，在標(biāo)況下體積為：4mol×22.4L/mol=89.6L，故答案為：8mol；89.6L．

點(diǎn)評(píng) 本題涵蓋電解池和原電池的主體內(nèi)容，涉及電極判斷與電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)等問(wèn)題，做題時(shí)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(shū)寫(xiě)，難度中等．