Question

【题目】如图是甲醇（CH3OH）燃料电池工作的示意图，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极．工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同．

（1）甲中负极的电极反应式为 ．
（2）乙中A极电极反应式为 ， A极析出的气体在标准状况下的体积为 ．
（3）丙装置溶液中C极的质量变化为 ． 若在丙装置溶液中滴入酚酞溶液进行上述实验，D极附近能观察到的实验现象： ．

Answer 1

【答案】
（1）CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O
（2）4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；2.24L
（3）12.8g；有气泡产生，D极附近溶液变红
【解析】解：（1.）甲醇燃料电池是原电池反应，甲醇在负极失电子发生氧化反应，电极反应为：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O，所以答案是：CH3OH﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+6H2O；
（2.）工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同，分析电极反应，B为阴极，溶液中铜离子析出，氢离子得到电子生成氢气，设生成气体物质的量为x，溶液中铜离子物质的量为0.1mol，电极反应为：

Cu2+		=			2e﹣		=		Cu
0.1mol					0.2mol
2H+	+		2e﹣	=		H2↑
			2x			x

A电极为阳极，溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应为：

4OH﹣	-	4e﹣	=	2H2O	+	O2↑
		4x				x

得到0.2+2x=4x
x=0.1mol
乙中A极析出的气体是氧气物质的量为0.1mol，在标准状况下的体积为2.24L，所以答案是：4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；2.24L；
（3.）C极与正极相连为阳极，Cu在阳极失电子生成铜离子，甲电池中消耗0.1mol氧气，转移电子为0.4mol，则丙中也转移0.4mol电子，由Cu﹣2e﹣=Cu2+可知参加反应的Cu为0.2mol，器质量为12.8g，即C极的质量变化为；D极为阴极，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，所以滴入酚酞溶液D极附近溶液变红；
所以答案是：12.8g；有气泡产生，D极附近溶液变红．