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13.甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池方面取得了新的突破.甲醇燃料电池的工作原理如图甲装置所示.
(1)甲醇进入负极(填“正”或“负”).
(2)工作一段时间后,当0.2mol甲醇完全反应生成CO2时,有1.2NA的电子转移.
(3)若甲装置中“负载”为右图乙装置,则:A(Pt)电极的反应式为Ag++e-═Ag,
乙装置中总反应化学方程式为4AgNO3+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O2↑+4HNO3.若乙装置溶液体积为500mL,且忽略电解过程中溶液体积的变化,A极的质量增加5.40g时,乙装置中所得溶液的H+的浓度为:0.1mol/L.

分析 (1)原电池工作时,甲醇被氧化生成二氧化碳气体,为负极;
(2)根据甲醇和转移电子之间的关系式计算;
(3)由氢离子的定向移动可知M为负极,N为正极,则乙装置中A为阴极,B为阳极,阴极生成银,阳极生成氧气,结合电极方程式计算.

解答 解:(1)原电池工作时,甲醇被氧化生成二氧化碳气体,为负极,故答案为:负;
(2)负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2↑+12H+,由电极方程式可知,当0.2mol甲醇完全反应生成CO2时,有 1.2NA的电子转移,
故答案为:1.2;
(3)由氢离子的定向移动可知M为负极,N为正极,则乙装置中A为阴极,电极方程式为Ag++e-═Ag,B为阳极,阴极生成银,阳极生成氧气,总反应式为4AgNO3+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O2↑+4HNO3,n(Ag)=$\frac{5.4g}{108g/mol}$=0.05mol,则生成0.05molHNO3,c(H+)=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L,
故答案为:Ag++e-═Ag;4AgNO3+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Ag+O2↑+4HNO3;0.1mol/L.

点评 本题考查原电池知识,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,注意把握原电池的工作原理,根据正负极上得失电子及反应物和转移电子之间的关系式解答,难点是电极反应式的书写,难度不大.

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