Question

如下图是一个乙醇燃料电池工作示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：

（1）M电极材料是 ， N的电极反应式为 ，加入乙醇的铂电极的电极反应式为 。

（2）若在常温常压下，1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出约为30kJ热量，表示乙醇燃烧热的热化学方程式为 。

（3）若M、N均为石墨电极，将乙池改为电解500mL含KNO3和Cu(NO3)2的混合液一段时间后，在两极上均生成11．2L(标准状况)气体。则M极产生的气体是H2，原混合液中Cu2+的物质的量浓度是 mol/L。

Answer 1

（共8分）

（1）铁 (1分) 4OH—－4e—=2H2O+O2↑ (1分)C2H5OH－12e+16OH—=2CO32—+11H2O (2分)

（2）C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l） △H=－1380kJ/mol (2分)

（3）1 mol/L (2分)

【解析】

试题分析：（1）甲池是燃料电池，乙池是电解池，通入氧气的一极是正极，则N极是阳极，则M极是阴极，M、N两个电极的质量都不减少，则铁作阴极，所以M极的材料是铁；N极发生氧化反应，根据离子的放电顺序，则在N极放电的书写氢氧根离子，失去电子生成氧气，电极反应式为4OH—－4e—=2H2O+O2↑；加入乙醇的一极是原电池的负极，发生氧化反应，结合电解质溶液，生成碳酸根离子和水，电极反应式为C2H5OH－12e+16OH—=2CO32—+11H2O；

（2）1mol乙醇的质量是46g，所以1mol乙醇完全燃烧生成CO2和液态H2O时放出46×30kJ=1380kJ的热量，所以乙醇燃烧的热化学方程式为C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l） △H=－1380kJ/mol ；

（3）若M、N均为石墨电极，将乙池改为电解500mL含KNO3和Cu(NO3)2的混合液，当M极放出氢气时，说明铜离子放电完全，N极产生氧气，根据4OH—－4e—=2H2O+O2↑，可知生成标准状况下11．2L氧气，失去电子的物质的量是11．2L/22．4L/mol×4=2mol，生成11．2L氢气时得到电子的物质的量是11．2L/22．4L/mol×2=1mol，则铜离子共得到1mol电子，根据Cu2++2e-==Cu，可知铜离子的物质的量是1/2mol，所以原混合液中Cu2+的物质的量浓度是1/2mol/0．5L=1．0mol/L。

考点：考查电化学反应原理的应用，氧化还原反应的计算