题目内容
如图是一个乙醇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M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：
（1）M电极的材料是 ，电极名称是 ，N的电极反应式为 ，加入乙醇的铂电极的电极反应式为 ．
（2）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）；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池中溶液的pH为 ．
（3）若在常温常压下，1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量，表示该反应的热化学方程式为 ．
（4）若M、N均为石墨电极，将乙池改为电解500mL含KNO3和Cu（NO3）2的混合液一段时间后，在两极上均生成11.2L（标准状况）气体．则M极产生的气体是 ，原混合液中Cu2+的物质的量浓度是 mol/L．
（1）M电极的材料是
（2）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
（3）若在常温常压下，1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量，表示该反应的热化学方程式为
（4）若M、N均为石墨电极，将乙池改为电解500mL含KNO3和Cu（NO3）2的混合液一段时间后，在两极上均生成11.2L（标准状况）气体．则M极产生的气体是
考点：化学电源新型电池
专题：电化学专题
分析：碱性乙醇电池为原电池，通入乙醇的电极是负极，通入氧气的电极是正极，乙池有外接电源，属于电解池，根据图片知，N是阳极，M是阴极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，则M电极是铁，N电极是石墨，结合电子转移的物质的量的判断进行计算．
解答：
解：碱性乙醇电池为原电池，通入乙醇的电极是负极，通入氧气的电极是正极，乙池有外接电源，属于电解池，根据图片知，N是阳极，M是阴极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，则M电极是铁，N电极是石墨，
（1）通过以上分析知，M是阴极，N极是阳极，N上电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，乙醇电极上乙醇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：C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O，
故答案为：铁，阴极，4OH--4e-=O2↑+2H2O，C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；
（2）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；
乙池中某一电极析出金属银4.32g时，同时产生氢离子的物质的量是0.04mol，则其浓度是0.1mol/L，所以溶液的pH=1，故答案为：0.224，1；
（3）1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量，则1mol乙醇燃烧放出的热量=
=1366.66kJ，所以其热化学反应方程式为：C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1366.66kJ/mol，
故答案为：C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1366.66kJ/mol；
（4）用石墨电极电解500mL含KNO3和Cu（NO3）2混合溶液，在两极均生成标准状况下的气体11.2L，气体的物质的量为n=
=
=0.5mol，
溶液中阳离子放电顺序Cu2+＞H+，阳极电极反应为溶液中阴离子氢氧根离子失电子生成氧气：4OH--4e-=2H2O+O2↑，生成0.5molO2，需电子为4×0.5mol=2mol；
阴极电极反应为：Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑，生成0.5molH2，需0.5mol×2=1mol电子，依据电子守恒，铜离子得到电子1mol，反应的铜离子物质的量0.5mol，所以Cu2+的物质的量浓度C=
=
=1mol/L，故答案为：H2，1 mol/L．
（1）通过以上分析知，M是阴极，N极是阳极，N上电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，乙醇电极上乙醇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：C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O，
故答案为：铁，阴极，4OH--4e-=O2↑+2H2O，C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O；
（2）n（Ag）=
| 4.32g |
| 108g/mol |
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）=
| 1 |
| 4 |
V（O2）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L；
乙池中某一电极析出金属银4.32g时，同时产生氢离子的物质的量是0.04mol，则其浓度是0.1mol/L，所以溶液的pH=1，故答案为：0.224，1；
（3）1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量，则1mol乙醇燃烧放出的热量=
| ||
| 46g/mol |
故答案为：C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1366.66kJ/mol；
（4）用石墨电极电解500mL含KNO3和Cu（NO3）2混合溶液，在两极均生成标准状况下的气体11.2L，气体的物质的量为n=
| V |
| Vm |
| 11.2L |
| 22.4L/mol |
溶液中阳离子放电顺序Cu2+＞H+，阳极电极反应为溶液中阴离子氢氧根离子失电子生成氧气：4OH--4e-=2H2O+O2↑，生成0.5molO2，需电子为4×0.5mol=2mol；
阴极电极反应为：Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑，生成0.5molH2，需0.5mol×2=1mol电子，依据电子守恒，铜离子得到电子1mol，反应的铜离子物质的量0.5mol，所以Cu2+的物质的量浓度C=
| n |
| v |
| 0.5mol |
| 0.5L |
点评：本题考查了电极原理的计算应用，注意电子守恒的计算应用和正确书写电极反应，题目难度中等．
练习册系列答案
53随堂测系列答案
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