Question

（11分）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b电极上电极反应式为 ；

（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)。

 

Answer 1

（1）2O2＋4H2O＋8e—= 8OH-；（3分），CH4＋10OH－－8e—= CO32 －＋7H2O（3分）。

（2）2H2O + 2 e— = H2↑+ 2OH －（3分） 。

（3）4 （2分）。

【解析】

试题分析：（1）在甲烷燃料电池中通入甲烷的电极是负极，通入氧气的电极是正极，由于电解质溶液是KOH溶液，所以正极、负极的电极反应分别为2O2＋4H2O＋8e—= 8OH-； CH4＋10OH－－8e—= CO32 －＋7H2O；（2）闭合K开关后，电极a与电源的正极连接，是阳极，b电极与电源的负极连接，是阴极。阴极b电极上发生还原反应，电极反应式为2H2O + 2 e— = H2↑+ 2OH －；（3）若每个电池甲烷通入量为 1 L(标准状况)，且反应完全，由于在整个闭合回路中电子转移数目是(1L÷22.4L/mol)×8=(VL÷22.4L/mol)×2,解得V=4L。

考点：考查原电池、电解池的反应原理及应用的知识。