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新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4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(滴有几滴酚酞)电解实验,如图所示。

回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池正极、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________;电解过程中________极(填“a”或“b”)附近会出现红色。电解氯化钠溶液的总化学方程式为________________________。将a、b两极的产物相互反应可得到“84”消毒液的有效成分NaClO,特殊情况下可用“84”消毒液吸收SO2,反应的离子方程式为________________________。
(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况),且反应完全,则理论上最多能产生的氯气体积为________L(标准状况)。
(1)O2+2H2O+4e-=4OH- CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
(2)Cl2 b 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ ClO-+SO2+H2O=Cl-+SO42-+2H+
(3)4
(3)根据CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O、2Cl--2e-=Cl2↑和电子守恒知,计算关系式为CH4~8e-~4Cl2,所以标准状况下氯气体积为4 L。
练习册系列答案
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甲醇()是重要的能源物质,研究甲醇具有重要意义。
(1)利用工业废气中的可制取甲醇,其反应为:
常温常压下已知下列反应的能量变化如图所示:

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式:                               
                                        。
(2)为提高甲醇燃料的利用率,科学家发明了一种燃料电池,电池的一个电极通入空气,另一个电极通入甲醇气体,电解质是掺入了的 晶体,在高温下它能传导离子。电池工作时正极反应为                                                               。
若以该电池为电源,用石墨做电极电解100mL含有如下离子的溶液。

电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)阳极上收集到氧气的物质的量为       mol。
(3)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后将氧化成,然后以做氧化剂把水中的甲醇氧化成而净化。实验室用下图装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式                    ;
②除去甲醇的离子反应为:,该过程中被氧化的元素是            ,当产生标准状况下2.24L时,共转移电子      mol。

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