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CH4和O2，电解质为KOH溶液．某研究小组将甲烷燃料电池作为电源进行氯化镁溶液电解实验，电解装置如图所示．请回答下列问题：
（1）甲烷燃料电池负极的电极反应式为：
（2）闭合开关K后，a、b电极上均有气体产生，其中a电极上的电极反应式为
（3）若甲烷通入量为1.12L（标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电子的物质的量为
考点：原电池和电解池的工作原理
专题：
分析：（1）甲烷燃料电池中，负极上甲烷失电子发生氧化反应；
（2）闭合K开关后，a是阳极，b是阴极，阳极上氯离子放电，用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气，阴极上氢离子放电，同时溶液中生成氢氧化镁；
（3）根据转移电子守恒计算．
（2）闭合K开关后，a是阳极，b是阴极，阳极上氯离子放电，用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气，阴极上氢离子放电，同时溶液中生成氢氧化镁；
（3）根据转移电子守恒计算．
解答：
解：（1）甲烷燃料电池中，负极上甲烷失电子发生氧化反应，电极反应式为：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O，故答案为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；
（2）闭合K开关后，a是阳极，b是阴极，a极上氯离子放电生成氯气，电极方程式为2Cl--2e-=Cl2，阴极上氢离子放电，同时溶液中生成氢氧化镁沉淀，所以电池反应的离子方程式为Mg2++2Cl-+2H2O
Mg（OH）2↓+H2↑+Cl2↑，故答案为：2Cl--2e-=Cl2；H2；Mg2++2Cl-+2H2O
Mg（OH）2↓+H2↑+Cl2↑；
（3）若甲烷通入量为 1.12L（标准状况），则甲烷的物质的量为
=0.05mol，由CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O，得转移电子为0.4mol；
根据转移电子守恒得氯气的体积=0.4mol×
×22.4L/mol=4.48L，
故答案为：0.4mol；4.48L．
（2）闭合K开关后，a是阳极，b是阴极，a极上氯离子放电生成氯气，电极方程式为2Cl--2e-=Cl2，阴极上氢离子放电，同时溶液中生成氢氧化镁沉淀，所以电池反应的离子方程式为Mg2++2Cl-+2H2O
| ||
| ||
（3）若甲烷通入量为 1.12L（标准状况），则甲烷的物质的量为
| 1.12L |
| 22.4L/mol |
根据转移电子守恒得氯气的体积=0.4mol×
| 1 |
| 2 |
故答案为：0.4mol；4.48L．
点评：本题综合考查原电池和电解池知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握电极方程式的书写，为解答该类题目的关键，难度中等．
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