Question

【题目】与甲醇燃料电池相比，乙醇燃料电池具有毒性低、理论能量密度高等优点，因此被广泛认为是更有前途的燃料电池。如图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图。乙池中的两个电极均为石墨电极,乙池中盛有100mL3.00mol·L-lCuSO4溶液。请回答下列问题：

（1）甲池为_________装置，M极是_________极。

（2）写出甲池中加入乙醇一极的电极反应式：________________________。

（3）N极的电极反应式为____________________________。

（4）在此过程中，乙池中某一电极析出金属铜6.4g时，甲池中理论上消耗氧气的体积为_________ L(标准状况下)。

Answer 1

【答案】 原电池 阴 C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O 4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O-4e-=O2↑+4H+ ) 1.12

【解析】（1）由已知结合图示可得，甲池为乙醇燃料电池，故甲池为原电池装置；原电池中通入燃料的一极为负极，所以如图所示，M与原电池的负极相连，故M为阴极。

（2）甲池中加入乙醇一极为负极，乙醇失电子发生氧化反应，因为是碱性电解质溶液，所以电极反应式为：C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O。

（3）N极为阳极，OH-失电子发生氧化反应，电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O-4e-=O2↑+4H+)。

（4）乙池中M极是阴极，该极上析出金属铜，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，当生成金属铜6.4g(即0.1mol)时，转移电子为0.2mol，甲池和乙池是串联电路，电路中转移电子的物质的量相等，根据甲池中正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，当转移0.2mol电子时，消耗氧气的物质的量为0.05mol，标准状况下体积是0.05mol×22.4L/mol=1.12L。