Question

【題目】如圖是一個(gè)甲烷燃料電池工作時(shí)的示意圖，乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極，一個(gè)是鐵電極，工作時(shí)N電極的質(zhì)量減少，請(qǐng)回答下列問題：

（1）M電極的材料是________，其電極反應(yīng)式為：________N的電極名稱是________，電極反應(yīng)式為：________

（2）通入甲烷的鉑電極的電極反應(yīng)式為________．

（3）在此過(guò)程中，乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時(shí)，甲池中理論上消耗氧氣為________ L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。

Answer 1

【答案】石墨Ag++e﹣→Ag陽(yáng)極Fe﹣2e﹣═Fe2+CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O0.224

【解析】

（1）堿性甲烷電池為原電池，通入甲烷的電極是負(fù)極，通入氧氣的電極是正極，乙池有外接電源，屬于電解池，根據(jù)圖片知，工作時(shí)N電極的質(zhì)量減少，所以N是陽(yáng)極鐵電極，電極反應(yīng)為：Fe-2e-═Fe2+；M是陰極，是石墨電極，發(fā)生反應(yīng)：Ag++e-→Ag；
（2）甲烷是燃料電池的負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，堿性環(huán)境下，電極反應(yīng)式為：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；

（3）n（Ag）=4.32g÷108g/mol=0.04mol，根據(jù)Ag++e-=Ag可以知道轉(zhuǎn)移電子為0.04mol，甲池中通入氧氣的一極為正極，反應(yīng)式為2O2+8H++8e-=4H2O，則消耗n（O2）=1/4×0.04mol=0.01mol，V（O2）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L。