题目内容

新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4O2 ,电解

质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液的电解实验,如图所示。

回答下列问题:

1)甲烷燃料电池正极的电极反应式为            、负极的电极反应式为     

2)闭合K开关后,ab电极上均有气体产生.其中b电极上得到的是      ,电解氯化钠溶液的化学方程式为                  ;若电解一段时间后,石墨棒上产生标准状况下的Cl2 224 mL,电解后的溶液总体积为200 mL,则溶液的pH =

3)若每个电池甲烷通入量为 1 L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为             (法拉第常数F = 965×l04C· mol-1,列式计算),最多能产生的氯气体积为     L (标准状况)

 

12O28e4H2O = 8OHCH48e10OH= CO327H2O(各2分)

2H21分)  2NaCl2H2O2NaOHH2Cl21分) 131分)

3×8×965× 104C·mol1345× 104C    4(各2分)

【解析】

试题分析:甲烷燃料电池中燃料甲烷作负极,氧气作正极,电解质溶液为碱性,负极失电子发生氧化反应,电极反应式为CH48e10OH= CO327H2O,正极得电子发生还原反应,电极反应式为2O28e4H2O = 8OHa极是阳极,b极是阴极,2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2,阴极产物有氢气和NaOH,阳极产物是氯气,产生氯气001摩尔,有方程式可知,NaOH的物质的量为002摩尔,C(OH-)=01mol/LpH =13;若每个电池甲烷通入量为 1 L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量,1摩尔甲烷转移8摩尔电子,因此×8×965× 104C·mol1345× 104C ,生成1摩尔氯气需要转移2摩尔电子,因此,1升甲烷最多可以制的4升氯气。

考点:考查原电池和电解池

 

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