Question

如图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。

（1）a处应通入　　　(填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　； 

（2）电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH　　　(填“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度　　　； 

（3）电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH-以外还含有　　　(忽略水解)； 

（4）在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12．8 g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷　　　 L(标准状况下)。 

 

Answer 1

（1）CH4　O2+2H2O+4e-4OH-　（2）变小 不变　（3）C　（4）1．12

【解析】

试题分析：由于Fe棒上镀Cu，则Cu棒发生氧化反应，作阳极，b电极作正极，a电极作负极，CH4在a处通入，O2在b处通入，由于KOH作电解质溶液，则b极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-；电镀过程中电解质溶液不参与电极反应，各离子浓度均不变；CH4燃料电池中的化学方程式为CH4+2O2+2KOHK2CO3+3H2O，可得溶液中存在C，再由电子守恒得CH4~4Cu，则12．8 g Cu的物质的量为0．2 mol，消耗CH4为=0．05 mol，在标准状况下的体积为0．05 mol×22．4 L·mol-1=1．12 L。

考点：燃料电池