Question

如圖是一個(gè)甲烷燃料電池工作時(shí)的示意圖，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)回答下列問題：

①N電極的材料是

石墨

，乙池N極的電極反應(yīng)式是

4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

．M極的電極反應(yīng)式是

Ag⁺+e^-=Ag

．
②在此過程中，乙池中某一電極析出金屬銀10.8g時(shí)，甲池中理論上消耗氧氣為

5.6

L（標(biāo)況下）．

Answer 1

分析：酸性甲烷燃料電池中通入甲烷的一極為原電池的負(fù)極，通入氧氣的一極為原電池的正極，乙池為電解池，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，N連接原電池的正極，應(yīng)為電解池的陽極，則應(yīng)為石墨材料，M為電解池的陰極，為鐵電極，電解硝酸銀溶液時(shí)，陰極反應(yīng)式為Ag⁺+e^-=Ag，陽極反應(yīng)式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，結(jié)合電子的轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量的判斷進(jìn)行計(jì)算．

解答：解：①酸性甲烷燃料電池中通入甲烷的一極為原電池的負(fù)極，通入氧氣的一極為原電池的正極，乙池為電解池，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，N連接原電池的正極，應(yīng)為電解池的陽極，則應(yīng)為石墨材料，N為陽極，電極反應(yīng)式是4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，M為陰極，電極反應(yīng)式為Ag⁺+e^-=Ag，
故答案為：石墨；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；Ag⁺+e^-=Ag；
②n（Ag）=

10.8g

108g/mol

=0.1mol，根據(jù)Ag⁺+e^-=Ag可知轉(zhuǎn)移電子為0.1mol，
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

×0.1mol=0.025mol，
V（O₂）=0.025mol×22.4L/mol=0.56L，
故答案為：5.6．

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)的類型即可分析解答本題，難度不大，注意電極反應(yīng)式的書寫與電解質(zhì)溶液的酸堿性有關(guān)．