Question

【题目】如图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时N电极的质量减少，请回答下列问题：

(1)M电极的材料是_____， 其电极反应式为：_______。N的电极名称是_____，其电极反应式为：_____。

(2)通入O2的铂电极的电极反应式为：________。

(3)在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消耗氧气为_____L（标准状况下）。

Answer 1

【答案】石墨 2Ag++2e﹣═2Ag 阳极 Fe﹣2e﹣═Fe2+ O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣ 0.224

【解析】

（1）碱性甲烷电池为原电池，通入甲烷的电极是负极，通入氧气的电极是正极，乙池有外接电源，属于电解池，工作时N电极的质量减少，所以N是阳极铁电极，M是阴极，是石墨电极，根据燃料电池和电解池的工作原理回答；

（2）燃料电池的正极上是氧气发生得电子的还原反应；

（3）电解硝酸银溶液时，阴极反应式为Ag++e-=Ag，阳极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，结合电子的转移的物质的量的判断进行计算。

（1）由上述分析可知，M为阴极，电极材料为石墨；M极发生还原反应，其电极反应式为：2Ag++2e﹣═2Ag或Ag++e﹣═Ag；N电极为阳极，其电极反应式为：Fe﹣2e﹣═Fe2+，

故答案为：石墨；2Ag++2e﹣═2Ag或Ag++e﹣═Ag；阳极；Fe﹣2e﹣═Fe2+；

（2）氧气发生还原反应，电解质溶液为碱性，其电极反应式为：O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣，

故答案为：O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣；

（3）n(Ag)==0.04mol，根据Ag++e=Ag可知转移电子为0.04mol，甲池中通入氧气的一极为正极，反应式为2O2+8H++8e=4H2O，则消耗n(O2)=×0.04mol=0.01mol，V(O2)=0.01mol×22.4L/mol=0.224L，

故答案为：0.224。