Question

【題目】如圖所示為CH4燃料電池的裝置（A、B為多孔碳棒）：

（1）_____（填A或B）處電極入口通甲烷，其電極反應式為_____________；

（2）當消耗甲烷的體積為11.2 L（標準狀況下）時，消耗KOH的質量為_______g。

（3）鉛蓄電池是最早使用的充電電池，由Pb、PbO2、硫酸構成。該電池工作時，正極的電極反應為____________________。

（4）500 mL KNO3和Cu(N03)2的混合溶液中c(NO3－)＝6．0 mol·L－1，用石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到22．4 L氣體（標準狀況），假定電解后溶液體積仍為500 mL。原混合溶液中c(K＋)為_________mol·L－1。

Answer 1

【答案】 B CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O 56 PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O 2

【解析】（1）根據電子的移動方向是有負極→外電路→正極，甲烷應通入B極，甲烷跟氧氣在堿性溶液中反應生成碳酸根離子，電極反應式為CH4＋10OH－－8e－===CO32-＋7H2O；（2）總方程式為：CH4+2O2+2OH—=CO32—+3H2O，當消耗甲烷的體積為11.2 L（標準狀況下）時，根據電極方程式知，消耗KOH的質量為0.5mol6g/mol=56g；（3）鉛蓄電池是最早使用的充電電池，由Pb、PbO2、硫酸構成。該電池工作時，正極PbO2得電子生成硫酸鉛，其電極反應為：PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O；（4）石墨作電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到22.4L氣體（標準狀況），n（O2）==1mol，

陽極發生4OH--4e-═O2↑+2H2O，

4mol 1mol

陰極發生Cu2++2e-═Cu、 2H++2e-═H2↑，

1mol 2mol 1mol 2mol 1mol

c（Cu2+）==2mol/L，由電荷守恒可知，原混合溶液中c（K+）為6mol/L-2mol/L×2=2mol/L。