Question

【題目】如圖所示，某同學設計了一個燃料電池并探究氯堿工業原理的相關問題，其中乙裝置中X為離子交換膜。

請按要求回答相關問題：

（1）甲烷燃料電池負極電極反應式是：____________________________________。

（2）向乙中加入幾滴酚酞溶液，工作一段時間后鐵電極附近溶液變紅，請用化學用語解釋相關原因__________________________________

（3）若在標準狀況下，有4.48 L氧氣參加反應，則乙裝置中C電極上生成的氣體的物質的量為__________。

（4）欲用丙裝置給銅鍍銀，b應是____________（填化學式）。

Answer 1

【答案】CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 2H2O+2e-= H2+2OH-,使溶液呈堿性 0.4mol Ag

【解析】

（1）甲烷燃料電池中，負極上甲烷失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水；

（2）根據裝置可知，甲池中通入甲烷的一極為負極，則乙池中連接負極的鐵電極為陰極；

（3）串聯電池中轉移電子數相等；

（4）欲用丙裝置給銅鍍銀，b連接燃料電池的正極，為陽極，應是鍍層金屬Ag。

（1）甲烷燃料電池中，負極上甲烷失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，電極反應式為：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；

（2）根據裝置可知，甲池中通入甲烷的一極為負極，則乙池中連接負極的鐵電極為陰極，向乙中加入幾滴酚酞溶液，工作一段時間后鐵電極上水電離出的氫離子得電子產生氫氣，電極反應為2H2O+2e-= H2+2OH-，附近溶液中氫氧根離子濃度增大，使溶液呈堿性，溶液變紅；

（3）串聯電池中轉移電子數相等，若在標準狀況下，有4.48 L氧氣參加反應，則轉移電子的物質的量=×4=0.8mol，乙裝置中C電極上氯離子放電生成氯氣，設生成氯氣的物質的量為x；

2Cl-+2e-=Cl2↑

2mol 1mol

0.8mol x

x=0.4mol；

（4）欲用丙裝置給銅鍍銀，b連接燃料電池的正極，為陽極，應是鍍層金屬Ag。