题目内容
1．
将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示（A、B为多孔性碳棒）持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL．完成下列问题：（1）电源的负极为A （填A或B），OH-由A移动．
A．B端移向A端 B． A端移向B端
（2）0＜V≤22.4L时，电池总反应的化学方程式为：CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O．
（3）V=33.6L时，溶液中的溶质为K2CO3和KHCO3，物质的量之比是1：2．
分析 燃料电池中，通入燃料的一端为原电池的负极，通入空气的一端为原电池的正极，阴离子向负极移动，阳离子移向正极，n（KOH）=2mol/L×1L=2mol，可能先后发生反应①CH4+2O2→CO2+2H2O、②CO2+2KOH=K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3；根据甲烷的量计算生成的二氧化碳的量，结合反应方程式判断反应产物及．
解答 解：（1）燃料电池中，通入CH4的一端（A）为原电池的负极，溶液中OH-向负极区移动，
故答案为：A；A；
（2）当0＜V≤22.4L时，0＜n（CH4）≤1mol，则0＜n（CO2）≤1mol，只发生反应①②，且KOH过量，则电池总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，
故答案为：CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O；
（3）当V=33.6L时，n（CH4）=1.5mol，n（CO2）=1.5mol，则电池总反应式为3CH4+6O2+4KOH=K2CO3+2KHCO3+7H2O，则得到0.5molK2CO3和1molKHCO3的溶液，物质的量之比为：1：2，
故答案为：K2CO3和KHCO3；1：2．
点评 本题考查了燃料电池的工作原理，注意二氧化碳与电解质氢氧化钾反应量的判断，计算要求的综合性较强，难度较大．
练习册系列答案
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