Question

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M、N兩個電極的質量都不減少，請回答下列問題：

①N電極的材料是

石墨

，乙池N極的電極反應式是

4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

．M極的電極反應式是

Ag⁺+e^-=Ag

．
②在此過程中，乙池中某一電極析出金屬銀10.8g時，甲池中理論上消耗氧氣為

5.6

L（標況下）．

Answer 1

分析：酸性甲烷燃料電池中通入甲烷的一極為原電池的負極，通入氧氣的一極為原電池的正極，乙池為電解池，乙池中的兩個電極一個是石墨電極，一個是鐵電極，工作時M、N兩個電極的質量都不減少，N連接原電池的正極，應為電解池的陽極，則應為石墨材料，M為電解池的陰極，為鐵電極，電解硝酸銀溶液時，陰極反應式為Ag⁺+e^-=Ag，陽極反應式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，結合電子的轉移的物質的量的判斷進行計算．

解答：解：①酸性甲烷燃料電池中通入甲烷的一極為原電池的負極，通入氧氣的一極為原電池的正極，乙池為電解池，乙池中的兩個電極一個是石墨電極，一個是鐵電極，工作時M、N兩個電極的質量都不減少，N連接原電池的正極，應為電解池的陽極，則應為石墨材料，N為陽極，電極反應式是4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，M為陰極，電極反應式為Ag⁺+e^-=Ag，
故答案為：石墨；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；Ag⁺+e^-=Ag；
②n（Ag）=

10.8g

108g/mol

=0.1mol，根據Ag⁺+e^-=Ag可知轉移電子為0.1mol，
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

×0.1mol=0.025mol，
V（O₂）=0.025mol×22.4L/mol=0.56L，
故答案為：5.6．

點評：本題考查了原電池原理和電解池原理，明確原電池和電解池電極上發生反應的類型即可分析解答本題，難度不大，注意電極反應式的書寫與電解質溶液的酸堿性有關．