Question

新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH₄和O₂，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液(滴有幾滴酚酞)電解實驗，如圖所示。

回答下列問題：
(1)甲烷燃料電池正極、負(fù)極的電極反應(yīng)分別為________________________ 、________________________。
(2)閉合K開關(guān)后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生，其中a電極上得到的是________；電解過程中________極(填“a”或“b”)附近會出現(xiàn)紅色。電解氯化鈉溶液的總化學(xué)方程式為________________________。將a、b兩極的產(chǎn)物相互反應(yīng)可得到“84”消毒液的有效成分NaClO，特殊情況下可用“84”消毒液吸收SO₂，反應(yīng)的離子方程式為________________________。
(3)若每個電池甲烷通入量為1 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且反應(yīng)完全，則理論上最多能產(chǎn)生的氯氣體積為________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

Answer 1

(1)O₂＋2H₂O＋4e^－=4OH^－ CH₄＋10OH^－－8e^－=CO₃^2－＋7H₂O
(2)Cl₂　b　2NaCl＋2H₂O2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑　ClO^－＋SO₂＋H₂O=Cl^－＋SO₄^2－＋2H^＋
(3)4

(3)根據(jù)CH₄＋10OH^－－8e^－=CO₃^2－＋7H₂O、2Cl^－－2e^－=Cl₂↑和電子守恒知，計算關(guān)系式為CH₄～8e^－～4Cl₂，所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下氯氣體積為4 L。