Question

（9分）下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M、N兩個電極的質量都不減少，請回答下列問題：

(1)M電極的材料是      ，N的電極電極反應式為：                         ；乙池的總反應式是                    ，通入甲烷的鉑電極上發生的電極反應式為    __________________________   。
(2)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）；若此時乙池溶液的體積為400mL，則乙池中溶液的H⁺的濃度為        。

Answer 1

（9分）（1）   鐵 ，  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）

（1）甲是燃料電池，通入甲烷的電極是負極，通入氧氣的是正極。所以M是陰極，N是陽極。由于工作時M、N兩個電極的質量都不減少，所以M是鐵，N是石墨，溶液中OH－放電，所以其電極反應式是4 OH^- - 4 e^- = O₂ ↑ + 2H₂O，則乙池中總的反應式是4AgNO₃+2H₂O 4Ag+ O₂↑+4HNO₃。由于原電池中電解質溶液顯堿性，所以負極的電極反應式是CH₄-8e^-+10OH^-= CO₃^2-+7H₂O 。
（2）4.32g銀的物質的量是0.04mol，則轉移電子是0.04mol。所以根據電子的得失守恒可知，消耗0.01mol氧氣，標準狀況下的途徑是0.224L。根據乙池中的總反應式可知，此時生成硝酸是0.04mol，所以氫離子的濃度是0.04mol÷0.4L＝0.1mol/L。