Question

【題目】如圖是一個甲烷燃料電池工作時的示意圖，乙池中的兩個電極一個是石墨電極，一個是鐵電極，工作時N電極的質量減少，請回答下列問題：

（1）M電極的材料是________，其電極反應式為：________N的電極名稱是________，電極反應式為：________

（2）通入甲烷的鉑電極的電極反應式為________．

（3）在此過程中，乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時，甲池中理論上消耗氧氣為________ L（標準狀況下）。

Answer 1

【答案】石墨Ag++e﹣→Ag陽極Fe﹣2e﹣═Fe2+CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O0.224

【解析】

（1）堿性甲烷電池為原電池，通入甲烷的電極是負極，通入氧氣的電極是正極，乙池有外接電源，屬于電解池，根據圖片知，工作時N電極的質量減少，所以N是陽極鐵電極，電極反應為：Fe-2e-═Fe2+；M是陰極，是石墨電極，發生反應：Ag++e-→Ag；
（2）甲烷是燃料電池的負極，發生失電子的氧化反應，堿性環境下，電極反應式為：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；

（3）n（Ag）=4.32g÷108g/mol=0.04mol，根據Ag++e-=Ag可以知道轉移電子為0.04mol，甲池中通入氧氣的一極為正極，反應式為2O2+8H++8e-=4H2O，則消耗n（O2）=1/4×0.04mol=0.01mol，V（O2）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L。