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_____，其電極反應式為：_____。

(2)通入O2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 2Ag++2e﹣═2Ag 陽極 Fe﹣2e﹣═Fe2+ O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣ 0.224

【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，工作時N電極的質量減少，所以N是陽極鐵電極，M是陰極，是石墨電極，根據燃料電池和電解池的工作原理回答；

（2）燃料電池的正極上是氧氣發生得電子的還原反應；

（3）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。

（1）由上述分析可知，M為陰極，電極材料為石墨；M極發生還原反應，其電極反應式為：2Ag++2e﹣═2Ag或Ag++e﹣═Ag；N電極為陽極，其電極反應式為：Fe﹣2e﹣═Fe2+，

故答案為：石墨；2Ag++2e﹣═2Ag或Ag++e﹣═Ag；陽極；Fe﹣2e﹣═Fe2+；

（2）氧氣發生還原反應，電解質溶液為堿性，其電極反應式為：O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣，

故答案為：O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣；

（3）n(Ag)==0.04mol，根據Ag++e=Ag可知轉移電子為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)=×0.04mol=0.01mol，V(O2)=0.01mol×22.4L/mol=0.224L，

故答案為：0.224。