Question

【题目】如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为离子交换膜。

请按要求回答相关问题：

（1）甲烷燃料电池负极电极反应式是：____________________________________。

（2）向乙中加入几滴酚酞溶液，工作一段时间后铁电极附近溶液变红，请用化学用语解释相关原因__________________________________

（3）若在标准状况下，有4.48 L氧气参加反应，则乙装置中C电极上生成的气体的物质的量为__________。

（4）欲用丙装置给铜镀银，b应是____________（填化学式）。

Answer 1

【答案】CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 2H2O+2e-= H2+2OH-,使溶液呈碱性 0.4mol Ag

【解析】

（1）甲烷燃料电池中，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；

（2）根据装置可知，甲池中通入甲烷的一极为负极，则乙池中连接负极的铁电极为阴极；

（3）串联电池中转移电子数相等；

（4）欲用丙装置给铜镀银，b连接燃料电池的正极，为阳极，应是镀层金属Ag。

（1）甲烷燃料电池中，负极上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-=CO32-+7H2O；

（2）根据装置可知，甲池中通入甲烷的一极为负极，则乙池中连接负极的铁电极为阴极，向乙中加入几滴酚酞溶液，工作一段时间后铁电极上水电离出的氢离子得电子产生氢气，电极反应为2H2O+2e-= H2+2OH-，附近溶液中氢氧根离子浓度增大，使溶液呈碱性，溶液变红；

（3）串联电池中转移电子数相等，若在标准状况下，有4.48 L氧气参加反应，则转移电子的物质的量=×4=0.8mol，乙装置中C电极上氯离子放电生成氯气，设生成氯气的物质的量为x；

2Cl-+2e-=Cl2↑

2mol 1mol

0.8mol x

x=0.4mol；

（4）欲用丙装置给铜镀银，b连接燃料电池的正极，为阳极，应是镀层金属Ag。