Question

13．甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，2009年10月，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池方面取得了新的突破．甲醇燃料電池的工作原理如圖甲裝置所示．
（1）甲醇進(jìn)入負(fù)極（填“正”或“負(fù)”）．
（2）工作一段時(shí)間后，當(dāng)0.2mol甲醇完全反應(yīng)生成CO₂時(shí)，有1.2N_A的電子轉(zhuǎn)移．
（3）若甲裝置中“負(fù)載”為右圖乙裝置，則：A（Pt）電極的反應(yīng)式為Ag⁺+e^-═Ag，
乙裝置中總反應(yīng)化學(xué)方程式為4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．若乙裝置溶液體積為500mL，且忽略電解過程中溶液體積的變化，A極的質(zhì)量增加5.40g時(shí)，乙裝置中所得溶液的H⁺的濃度為：0.1mol/L．

Answer 1

分析 （1）原電池工作時(shí)，甲醇被氧化生成二氧化碳?xì)怏w，為負(fù)極；
（2）根據(jù)甲醇和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算；
（3）由氫離子的定向移動(dòng)可知M為負(fù)極，N為正極，則乙裝置中A為陰極，B為陽極，陰極生成銀，陽極生成氧氣，結(jié)合電極方程式計(jì)算．

解答 解：（1）原電池工作時(shí)，甲醇被氧化生成二氧化碳?xì)怏w，為負(fù)極，故答案為：負(fù)；
（2）負(fù)極上甲醇失電子和水反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子，電極反應(yīng)式為2CH₃OH-12e^-+2H₂O=2CO₂↑+12H⁺，由電極方程式可知，當(dāng)0.2mol甲醇完全反應(yīng)生成CO₂時(shí)，有 1.2N_A的電子轉(zhuǎn)移，
故答案為：1.2；
（3）由氫離子的定向移動(dòng)可知M為負(fù)極，N為正極，則乙裝置中A為陰極，電極方程式為Ag⁺+e^-═Ag，B為陽極，陰極生成銀，陽極生成氧氣，總反應(yīng)式為4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃，n（Ag）=$\frac{5.4g}{108g/mol}$=0.05mol，則生成0.05molHNO₃，c（H⁺）=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L，
故答案為：Ag⁺+e^-═Ag；4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃；0.1mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池知識(shí)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，注意把握原電池的工作原理，根據(jù)正負(fù)極上得失電子及反應(yīng)物和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式解答，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，難度不大．