Question

新型高效的甲醇燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH₃OH和O₂，電解質為KOH溶液．某研究小組將兩個甲醇燃料電池串聯后作為電源，進行飽和氯化鉀溶液電解實驗，如圖所示．

回答下列問題：
（1）甲醇燃料電池的負極電極反應式為

 

，正極電極反應式為

 

．
（2）閉合K開關后，燃料電池的電解液中的OH^-離子向鉑電極

 

（填a或b）移動，電解氯化鉀溶液的總反應的離子方程式為

 

．
（3）若每個電池氧氣通入量為1L（標準狀況），且反應完全，則理論上電解飽和氯化鉀溶液最多能產生的氣體總體積為

 

L（標準狀況）．

Answer 1

考點：電解原理,原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）甲醇燃料電池中負極上是甲醇失電子的氧化反應，正極上是氧氣得電子的還原反應；
（2）在燃料原電池中，電解質中的陰離子移向負極，電解氯化鉀得到的是氫氧化鉀、氫氣和氯氣；
（3）根據電極反應結合氧氣的體積計算轉移電子的量，根據電子守恒計算產生氣體的總體積．

解答： 解：（1）在甲醇燃料電池中，負極上是燃料甲醇發生失電子的氧化反應，在堿性環境下，電極反應為2CH₄O+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+12H₂O，正極上是氧氣發生得電子得還原反應，即3O₂+6H₂O+12e^-=12OH^-，
故答案為：2CH₄O+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+12H₂O；3O₂+6H₂O+12e^-=12OH^-；
（2）閉合K開關后，燃料電池的電解液中的OH^-離子向負極，即通透燃料的電極a，電解氯化鉀溶液的總反應的離子方程式為：2Cl^-+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
故答案為：a；2Cl^-+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-；
（3）每個電池電池氧氣通入量為1L（標準狀況），根據正極反應：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，轉移電子是

1L

22.4L/mol

×4=0.18mol，根據反應：2Cl^-+2H₂O

通電  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，當轉移電子是2mol時，生成氣體是2mol，當轉移電子是0.18mol，生成的氣體是0.18mol，體積是：0.18mol×22.4L/mol=4L，故答案為：4．

點評：本題考查了燃料電池，根據正負極上發生的反應、電子移動方向、離子移動方向等知識點來分析解答，難點是電極反應式的書寫，要結合電解質溶液酸堿性書寫，為易錯點．