Question

某乙醇燃料电池工作时的装置如图所示，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电极名称是

阴极

；N极的电极反应式为

4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

，加入乙醇的铂电极的电极反应式为

C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O

．
（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

0.224

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

1

．
（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

C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.66kJ/mol

．

Answer 1

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^-=2CO₃^2-+11H₂O，
故答案为：阴极，4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；
（2）n（Ag）=

4.32g

108g/mol

=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）=

1

4

×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=

29.7kJ

1g 46g/mol

=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．

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．