Question

【题目】（1）科研人员设想用如图所示装置生产硫酸。

①上述生产硫酸的总反应方程式为____，b是____极（填“正”或“负”），b电极反应式为_____，a电极发生_____。（填“氧化反应”或“还原反应”）

②生产过程中H+向___(填 a 或 b)电极区域运动。

（2）将两个铂电极插入氢氧化钾溶液中，向两极分别通入甲烷和氧气，可构成甲烷燃料电池，已知通入甲烷的一极，其电极反应式为：_______，该燃料电池总反应式为：_____ ，电池在放电过程中溶液的pH将______（填“下降”或“上升”、“不变”）。

Answer 1

【答案】2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 正 O2+4e-+4H+=2H2O 氧化反应 b CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O 下降

【解析】

（1）根据图像可知，该装置为原电池装置，a为电池的负极，二氧化硫失电子生成硫酸根离子；b为电池的正极，氧气得电子，与质子反应生成水；

（2）甲烷燃料电池，甲烷为电池的负极，氧气为电池的正极；

（1）①根据图像上述总反应为二氧化硫与氧气和水反应生成硫酸，反应式为：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4；b为电池的正极，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O；a为负极，失电子，化合价升高，被氧化，发生氧化反应；

②电池工作时，内电路中阳离子向正极移动，则氢离子向b极移动；

（2）甲烷燃料电池，甲烷为电池的负极，甲烷失电子与溶液中的氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；正极为：O2+4e-+2H2O =4OH-，得失电子总数相等时两式相加，总反应为：CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，消耗溶液中的氢氧根离子，pH值下降；