题目内容
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
Fe
Fe
，N的电极电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O
4OH--4e-=O2↑+2H2O
；乙池的总反应式是4AgNO3+2H2O
4Ag↓+O2↑+4HNO3
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4AgNO3+2H2O
4Ag↓+O2↑+4HNO3
，通入甲烷的铂电极上发生的电极反应式为
| ||
CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
．（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
0.224
0.224
L（标准状况下）．分析：碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为原电池的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，乙池为电解池，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，N连接原电池的正极，应为电解池的阳极，则应为石墨材料，M为电解池的阴极，为铁电极，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．
解答：解：（1）碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为原电池的负极，负极上甲烷失电子发生氧化反应，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，通入氧气的一极为原电池的正极，乙池为电解池，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，N连接原电池的正极，应为电解池的阳极，则应为石墨材料，N为阳极，电极反应式是4OH--4e-=O2↑+2H2O，M为阴极，电极材料是Fe，电极反应式为Ag++e-=Ag，则乙池的总反应式为4AgNO3+2H2O
4Ag↓+O2↑+4HNO3，
故答案为：Fe；4OH--4e-=O2↑+2H2O；4AgNO3+2H2O
4Ag↓+O2↑+4HNO3；CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；
（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，
故答案为：0.224．
| ||
故答案为：Fe；4OH--4e-=O2↑+2H2O；4AgNO3+2H2O
| ||
（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，
故答案为：0.224．
点评：本题考查了原电池原理和电解池原理，明确原电池和电解池电极上发生反应的类型即可分析解答本题，难度不大，注意电极反应式的书写与电解质溶液的酸碱性有关．
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