Question

【題目】新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將甲烷燃料電池作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)，如圖所示。回答下列問題：

（1）甲烷燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)為：____________________________。

（2）b電極上得到的氣體是_______，電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)方程式為 _____。

（3）若甲烷通入量為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且反應(yīng)完全，則最多能產(chǎn)生的氯氣體積為______L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

（4）以甲醇（CH3OH）為燃料的電池中，電解質(zhì)溶液為堿性，則負(fù)極的電極反應(yīng)為：負(fù)極_______________。

Answer 1

【答案】 CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O H2 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 4L CH3OH+8OH－－6e－＝CO32－+6H2O

【解析】(1).負(fù)極，甲烷在堿性條件下失去電子生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)為： CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O； (2). b極連接負(fù)極，則為陰極，溶液中的氫離子放電生成氫氣，電解氯化鈉溶液生成氫氧化鈉和氫氣和氯氣，故答案為：H2；2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；(3). 通入1L甲烷，其物質(zhì)的量為1/22.4mol，則失去的電子數(shù)為8/22.4mol，根據(jù)電子守恒分析，最多產(chǎn)生的氯氣為4/22.4mol，則標(biāo)況下的體積為4L； (4).甲醇在堿性條件下失去電子結(jié)合氫氧根離子，生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)為： CH3OH+8OH－－6e－＝CO32－+6H2O。