题目

题型：不详难度：来源：

（9分）下图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：

(1)M电极的材料是      ，N的电极电极反应式为：                         ；乙池的总反应式是                    ，通入甲烷的铂电极上发生的电极反应式为    __________________________   。
(2)在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消耗氧气为       L（标准状况下）；若此时乙池溶液的体积为400mL，则乙池中溶液的H⁺的浓度为        。

答案

（9分）（1）   铁 ，  4 OH^- - 4 e^-  = O₂ ↑ + 2H₂O ，
4AgNO₃+2H₂O 4Ag+ O₂↑+4HNO₃， CH₄-8e^-+10OH^-= CO₃^2-+7H₂O 。
（2）  0.224 L，  0.1mol/L （每空1分）

解析

（1）甲是燃料电池，通入甲烷的电极是负极，通入氧气的是正极。所以M是阴极，N是阳极。由于工作时M、N两个电极的质量都不减少，所以M是铁，N是石墨，溶液中OH－放电，所以其电极反应式是4 OH^- - 4 e^- = O₂ ↑ + 2H₂O，则乙池中总的反应式是4AgNO₃+2H₂O 4Ag+ O₂↑+4HNO₃。由于原电池中电解质溶液显碱性，所以负极的电极反应式是CH₄-8e^-+10OH^-= CO₃^2-+7H₂O 。
（2）4.32g银的物质的量是0.04mol，则转移电子是0.04mol。所以根据电子的得失守恒可知，消耗0.01mol氧气，标准状况下的途径是0.224L。根据乙池中的总反应式可知，此时生成硝酸是0.04mol，所以氢离子的浓度是0.04mol÷0.4L＝0.1mol/L。