题目

题型：不详难度：来源：

新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH₄和O₂，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液(滴有几滴酚酞)电解实验，如图所示。

回答下列问题：
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为________________________ 、________________________。
(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中a电极上得到的是________；电解过程中________极(填“a”或“b”)附近会出现红色。电解氯化钠溶液的总化学方程式为________________________。将a、b两极的产物相互反应可得到“84”消毒液的有效成分NaClO，特殊情况下可用“84”消毒液吸收SO₂，反应的离子方程式为________________________。
(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生的氯气体积为________L(标准状况)。

答案

(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

解析

(3)根据CH₄＋10OH^－－8e^－=CO₃^2－＋7H₂O、2Cl^－－2e^－=Cl₂↑和电子守恒知，计算关系式为CH₄～8e^－～4Cl₂，所以标准状况下氯气体积为4 L。