题目内容
（16分）新型高效的甲醇燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH3OH和O2 ，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。
回答下列问题：
①甲醇燃料电池正极、负极的电极反应分别为___________________、_________________。
②闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中a电极上得到的是___________________，电解氯化钠溶液的总反应方程式为____________________________________________。
③若每个电池甲醇用量为3.2g，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为__________(法拉第常数F＝9.65×104 C · mol－1列式计算)，最多能产生的氯气体积为________L(标准状况)。
④若用该装置中的电解池精炼铜，在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极________(填“a”或“b”)；在电极b上发生的电极反应式为____________________________________。
①3O2＋12e－＋6H2O＝12OH－ 2CH3OH－12e－＋16OH－＝2CO32－＋12H2O
②Cl2 2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
③
×6×9.65×104 C·mol－1＝5.79×104 C 6.72L ④ a Cu2＋－2e－＝Cu
【解析】
试题分析：（1）甲烷燃料电池中，通甲烷的一端为负极，发生氧化反应，即3O2＋12e－＋6H2O＝12OH－；氧气在正极通入发生还原反应，即2CH3OH－12e－＋16OH－＝2CO32－＋12H2O。
（2）a与正极相连，所以a为阳极，溶液中的氯离子在阳极放电生成氯气，所以a上生成氯气。H+在b电极（阴极）放电生成氢气，同时生成NaOH，电解的总反应式 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
（3）3.2g甲醇的物质的量是0.1mol，在反应中碳元素的化合价从－2价升高到＋4价失去6个电子，则共计失去6mol电子，因此理论上通过电解池的电量为×6×9.65×104 C·mol－1＝5.79×104 C；每产生1mol氯气转移2mol电子，则共计产生0.3mol氯气，在标准状况下的体积为0.3mol×22.4L/mol＝6.72L。
（4）粗铜精炼时，粗铜与电源的正极相连，作阳极，因此粗铜板应是图中的a电极。电极b连接纯铜，溶液中的铜离子在阴极放电，则发生的电极反应式为Cu2＋－2e－＝Cu。
考点：考查电化学原理的应用
寒假乐园北京教育出版社系列答案
B.