Question

（10分）（1）为了验证Fe^{3 +}与Cu²⁺氧化性强弱，下列装置能达到实验目的的是___________

（2）将CH₄设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示（A、B为多孔碳棒）。

①_______处电极入口通甲烷（填A或B）,其电极反应式为_______________________________
_________________________________________
②当消耗甲烷的体积为22.4L（标准状况下）时, 假设电池的能量转化率为100%，则导线中转移电子的物质的量为　　　　　　　　，消耗KOH的物质的量为_____________________。

Answer 1

（每空2分）（1）②
（2）①A ； CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O
②8mol ；    2mol

解析试题分析：（1）验证Fe³⁺与Cu²⁺氧化性强弱，在原电池中，铜作负极、其它导电的金属或非金属作正极，电解质溶液为可溶性的铁盐；①中铁作负极、Cu作正极，电池反应式为Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，不能验证Fe³⁺与Cu²⁺氧化性强弱，故错误；②中铜作负极、银作正极，电池反应式为Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，能验证Fe³⁺与Cu²⁺氧化性强弱，故正确；③中铁发生钝化现象，Cu作负极、铁作正极，电池反应式为：Cu+2NO₃^-+4H⁺=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O，不能验证Fe³⁺与Cu²⁺氧化性强弱，故错误；④中铁作负极、铜作正极，电池反应式为：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，不能验证Fe³⁺与Cu²⁺氧化性强弱，故错误；故选②；
（2）①根据电子流向知，A为负极、B为正极，燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极，所以A处通入甲烷，甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O；
②甲烷的物质的量为1mol，导线中转移电子的物质的量=1mol×8=8mol，根据CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O知，消耗KOH的物质的量为甲烷物质的量的10倍，所以消耗氢氧化钾的物质的量是10mol。
考点：考查原电池的原理、燃料电池的电极反应式书写及计算等相关知识。