Question

【题目】（1）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用熔融的碳酸盐作为电解质，向负极充入燃料气CH4，用空气与CO2的混合气作为正极的助燃气，以石墨为电极材料，制得燃料电池。工作过程中，CO移向________极(填“正”或“负”)，已知CH4发生反应的电极反应式为_____________________________，则另一极的电极反应式为___________________________ 。

（2）某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。

1)如图为某实验小组设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过________mol电子。

2)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示，

一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是________________，电极反应为________________________；乙装置中石墨(1)为________极(填“正”“负”“阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨(2)电极上发生的反应式为________________，产物常用________检验。

Answer 1

【答案】负 CH4＋4CO32-－8e－===5CO2＋2H2O 2O2+8e-+4CO2=4CO32- 0.2 溶液变红 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 阴 2Cl－－2e－===Cl2↑ 湿润的淀粉碘化钾试纸

【解析】

(1)熔融碳酸盐CH4燃料电池中，负极上CH4失去电子生成CO2，燃料电池中正极上氧气得电子生成碳酸根离子，结合电子守恒、电荷守恒写出电极反应式，原电池工作时阴离子向负极移动；

(2)①电池反应式为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，负极上质量减少、正极上质量增加，两个电极质量差为Cu电极增加的质量加上Fe减少的质量；

②其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，甲为原电池、乙为电解池，甲中Fe作负极、Cu作正极，甲中Cu电极上发生反应O2+4e-+2H2O+═4OH-，导致溶液碱性增强，酚酞遇碱变红色；乙装置中石墨(1)为阴极，连接铜丝的石墨为阳极，阳极上氯离子失电子发生氧化反应。

(1)熔融碳酸盐CH4燃料电池中，阴离子向负极移动，即甲装置中CO32-向负极移动；燃料电池中负极上CH4失去电子生成CO2，电极反应式为：CH4+4CO32--8e-═5CO2+2H2O，正极上氧气得电子生成碳酸根离子，电极反应式为：2O2+8e-+4CO2=4CO32-；

(2)①设计的原电池装置的自发氧化还原反应是：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，设电子转移量是x，则64×0.5x+56×0.5x=12，解得x=0.2；

②其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，甲为原电池、乙为电解池，
甲中Fe作负极、Cu作正极，甲中Cu电极上发生反应O2+4e-+2H2O═4OH-，导致溶液碱性增强，酚酞遇碱变红色，所以溶液变红色；乙装置中石墨(1)为阴极，连接铜丝的石墨(2)为阳极，阳极上氯离子失电子发生氧化反应，电极反应式为2Cl--2e-═Cl2↑，Cl2可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验。