Question

某乙醇燃料電池工作時(shí)的裝置如圖所示，乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極，一個(gè)是鐵電極，工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）M電極名稱(chēng)是

陰極

；N極的電極反應(yīng)式為

4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

，加入乙醇的鉑電極的電極反應(yīng)式為

C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O

．
（2）在此過(guò)程中，乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時(shí)，甲池中理論上消耗氧氣

0.224

L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）；若此時(shí)乙池溶液的體積為400mL，則乙池中溶液的pH為

1

．
（3）若在常溫常壓下，1g C₂H₅OH燃燒生成CO₂和液態(tài)H₂O時(shí)放出29.71kJ熱量，表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.66kJ/mol

．

Answer 1

分析：堿性乙醇電池為原電池，通入乙醇的電極是負(fù)極，通入氧氣的電極是正極，乙池有外接電源，屬于電解池，根據(jù)圖片知，N是陽(yáng)極，M是陰極，工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少，則M電極是鐵，N電極是石墨，結(jié)合電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量的判斷進(jìn)行計(jì)算．

解答：解：堿性乙醇電池為原電池，通入乙醇的電極是負(fù)極，通入氧氣的電極是正極，乙池有外接電源，屬于電解池，根據(jù)圖片知，N是陽(yáng)極，M是陰極，工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少，則M電極是鐵，N電極是石墨，
（1）通過(guò)以上分析知，M是陰極，N極是陽(yáng)極，N上電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，乙醇電極上乙醇失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為：C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O，
故答案為：陰極，4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；
（2）n（Ag）=

4.32g

108g/mol

=0.04mol，根據(jù)Ag⁺+e^-=Ag可知轉(zhuǎn)移電子為0.04mol，
甲池中通入氧氣的一極為正極，反應(yīng)式為2O₂+8H⁺+8e^-=4H₂O，則消耗n（O₂）=

1

4

×0.04mol=0.01mol，
V（O₂）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L；
乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時(shí)，同時(shí)產(chǎn)生氫離子的物質(zhì)的量是0.04mol，則其濃度是0.1mol/L，所以溶液的pH=1，故答案為：0.224，1；
（3）1g C₂H₅OH燃燒生成CO₂和液態(tài)H₂O時(shí)放出29.71kJ熱量，則1mol乙醇燃燒放出的熱量=

29.7kJ

1g 46g/mol

=1366.66kJ，所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.66kJ/mol，
故答案為：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.66kJ/mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池原理和電解池原理，明確原電池和電解池電極上發(fā)生反應(yīng)的類(lèi)型即可分析解答本題，難度不大，注意電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)與電解質(zhì)溶液的酸堿性有關(guān)．