Question

【题目】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。某研究小组将甲烷燃料电池作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。回答下列问题：

（1）甲烷燃料电池负极的电极反应为：____________________________。

（2）b电极上得到的气体是_______，电解氯化钠溶液的总反应方程式为 _____。

（3）若甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则最多能产生的氯气体积为______L(标准状况)。

（4）以甲醇（CH3OH）为燃料的电池中，电解质溶液为碱性，则负极的电极反应为：负极_______________。

Answer 1

【答案】 CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O H2 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 4L CH3OH+8OH－－6e－＝CO32－+6H2O

【解析】(1).负极，甲烷在碱性条件下失去电子生成碳酸根离子和水，电极反应为： CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O； (2). b极连接负极，则为阴极，溶液中的氢离子放电生成氢气，电解氯化钠溶液生成氢氧化钠和氢气和氯气，故答案为：H2；2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；(3). 通入1L甲烷，其物质的量为1/22.4mol，则失去的电子数为8/22.4mol，根据电子守恒分析，最多产生的氯气为4/22.4mol，则标况下的体积为4L； (4).甲醇在碱性条件下失去电子结合氢氧根离子，生成碳酸根离子和水，电极反应为： CH3OH+8OH－－6e－＝CO32－+6H2O。