Question

【題目】如圖是甲醇（CH3OH）燃料電池工作的示意圖，其中A、B、D均為石墨電極，C為銅電極．工作一段時間后，斷開K，此時A、B兩極上產生的氣體體積相同．

（1）甲中負極的電極反應式為 ．
（2）乙中A極電極反應式為 ， A極析出的氣體在標準狀況下的體積為 ．
（3）丙裝置溶液中C極的質量變化為 ． 若在丙裝置溶液中滴入酚酞溶液進行上述實驗，D極附近能觀察到的實驗現象： ．

Answer 1

【答案】
（1）CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O
（2）4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；2.24L
（3）12.8g；有氣泡產生，D極附近溶液變紅
【解析】解：（1.）甲醇燃料電池是原電池反應，甲醇在負極失電子發生氧化反應，電極反應為：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O，所以答案是：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O；
（2.）工作一段時間后，斷開K，此時A、B兩極上產生的氣體體積相同，分析電極反應，B為陰極，溶液中銅離子析出，氫離子得到電子生成氫氣，設生成氣體物質的量為x，溶液中銅離子物質的量為0.1mol，電極反應為：

Cu2+		=			2e﹣		=		Cu
0.1mol					0.2mol
2H+	+		2e﹣	=		H2↑
			2x			x

A電極為陽極，溶液中的氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應為：

4OH﹣	-	4e﹣	=	2H2O	+	O2↑
		4x				x

得到0.2+2x=4x
x=0.1mol
乙中A極析出的氣體是氧氣物質的量為0.1mol，在標準狀況下的體積為2.24L，所以答案是：4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；2.24L；
（3.）C極與正極相連為陽極，Cu在陽極失電子生成銅離子，甲電池中消耗0.1mol氧氣，轉移電子為0.4mol，則丙中也轉移0.4mol電子，由Cu﹣2e﹣=Cu2+可知參加反應的Cu為0.2mol，器質量為12.8g，即C極的質量變化為；D極為陰極，陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子，所以滴入酚酞溶液D極附近溶液變紅；
所以答案是：12.8g；有氣泡產生，D極附近溶液變紅．