Question

11．如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N電極的質(zhì)量減少，請回答下列問題：
（1）M電極的材料是石墨，其電極反應(yīng)式為：Ag⁺+e^-→AgN的電極名稱是陽極，電極反應(yīng)式為：Fe-2e^-═Fe²⁺
（2）通入甲烷的鉑電極的電極反應(yīng)式為CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O．
（3）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0.224 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．

Answer 1

分析 （1）堿性乙醇電池為原電池，通入甲烷的電極是負極，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，工作時N電極的質(zhì)量減少，所以N是陽極鐵電極，M是陰極，是石墨電極，根據(jù)燃料電池和電解池的工作原理回答；
（2）燃料電池的負極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
（3）電解硝酸銀溶液時，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)的量的判斷進行計算．

解答 解：（1）堿性乙醇電池為原電池，通入乙醇的電極是負極，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，工作時N電極的質(zhì)量減少，所以N是陽極鐵電極，電極反應(yīng)為：Fe-2e^-═Fe²⁺；M是陰極，是石墨電極，發(fā)生反應(yīng)：Ag⁺+e^-→Ag，
故答案為：石墨；Ag⁺+e^-→Ag； 陽極； Fe-2e^-═Fe²⁺；
（2）甲烷是燃料電池的負極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，堿性環(huán)境下，電極反應(yīng)式為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（3）n（Ag）=$\frac{4.32g}{108g/mol}$=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）=$\frac{1}{4}$×0.04mol=0.01mol，V（O₂）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L，
故答案為：0.224．

點評 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)．