题目内容

美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置,其构造如图所示:
(1)a、b两个电极均由多孔的碳块组成.该电池的负极的电极反应式:
 
,若a、b间连接一灯泡,则电流方向为从
 
到
 
,装置在工作过程中,b电极附近的OH-浓度
 
(填“增大”、“减小”、“不变”).
(2)若装置工作10min中内,b电极通入标况下的O25.6L,电路中电子转移的物质的量为
 
,装置工作中,每小时消耗的KOH消耗的质量为
 
g.
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:(1)该装置是甲烷燃料碱性电池,通入甲烷的电极a是负极,则b是正极,负极上电极反应式为 CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,正极上电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,原电池放电时,电流从正极沿导线流向负极,电解质溶液中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动;
(2)根据氧气和转移电子之间的关系式计算转移电子的物质的量,根据方程式进行计算.
解答: 解:(1)该装置是甲烷燃料碱性电池,通入甲烷的电极a是负极,则b是正极,负极上电极反应式为 CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,正极上电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-;原电池放电时,b电极上生成氢氧根离子,导致b电极附近的OH-浓度增大,
故答案为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;b;a; 增大;
(2)装置工作10min中内,b电极通入标况下的O25.6L,电路中电子转移的物质的量=
5.6L
22.4L/mol
×4
=1mol,10min中内,消耗5.6L氧气,则1小时内消耗33.6L氧气,该反应的电池反应式为CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O,根据电池反应式知,消耗KOH的质量=
33.6L
22.4L/mol
2
×2×56g/mol
=84g,
故答案为:1 mol;84.
点评:本题考查了原电池原理及物质的量的计算,根据物质得失电子确定正负极,再根据电解质溶液酸碱性书写电极反应式,根据反应中各个物理量之间的关系式进行计算,题目难度不大.
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