题目内容

【题目】合理利用碳氢化合物以及二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一.
(1)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置示意如图(A、B为多孔性碳棒).持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积0<V<44.8L时,负极电极反应为
(2)若以该燃料电池作为电源,用石墨作电极电解500mL 饱和食盐水,当两极共收集到标准状况下的气体1.12L(以不考虑气体的溶解)时,所得溶液的pH=(假设反应前后溶液体积不变).

【答案】
(1)CH4﹣8e+10OH=CO +7H2O
(2)13
【解析】解:(1)甲烷燃料碱性电池中,负极上甲烷失电子和KOH反应生成碳酸钾和水,则负极电极反应式为CH4﹣8e+10OH=CO +7H2O,所以答案是:CH4﹣8e+10OH=CO +7H2O;(2)用石墨电解饱和食盐水时电池反应式为2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH,如果两个电极上共收集到标况下的1.12L气体,则每个电极上得到气体物质的量= =0.025mol,根据氢气和NaOH之间的关系式得n(NaOH)=2n(H2)=2×0.025mol=0.05mol,c(NaOH)= =0.1mol/L,溶液中c(H+)= mol/L=1013 mol/L,pH=﹣lgc(H+)=﹣lg1013=13, 所以答案是:13.

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