Question

16．将CH₄设计成燃料电池，其利用率更高，装置如右图所示（A、B为多孔碳棒）．持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷的体积为V L．
（1）电池负极电极反应为CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）当消耗甲烷的体积为22.4L（标况下）时，溶液中KOH的物质的量浓度为1mol/L；（假设溶液体积不变）

Answer 1

分析 （1）负极发生氧化反应，负极反应为：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）当消耗甲烷的体积为22.4L（标况下）时，甲烷的物质的量为：$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，而总的电极反应式为：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，消耗氢氧化钾为2mol，根据c=$\frac{n}{V}$进行计算求解．

解答 解：（1）负极发生氧化反应，负极反应为：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；故答案为：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）当消耗甲烷的体积为22.4L（标况下）时，甲烷的物质的量为：$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，而总的电极反应式为：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，消耗氢氧化钾为2mol，则此时溶液中KOH的物质的量浓度为$\frac{4-2}{2}$=1mol/L，故答案为：1mol/L．

点评 本题考查了通过计算书写燃料电池的电极反应式等重要考点，涉及的知识点较多，综合性较强，难度较大．