Question

【题目】如图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时N电极的质量减少，请回答下列问题：

（1）M电极的材料是________，其电极反应式为：________N的电极名称是________，电极反应式为：________

（2）通入甲烷的铂电极的电极反应式为________．

（3）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32g时，甲池中理论上消耗氧气为________ L（标准状况下）。

Answer 1

【答案】石墨Ag++e﹣→Ag阳极Fe﹣2e﹣═Fe2+CH4﹣8e﹣+10OH﹣=CO32﹣+7H2O0.224

【解析】

（1）碱性甲烷电池为原电池，通入甲烷的电极是负极，通入氧气的电极是正极，乙池有外接电源，属于电解池，根据图片知，工作时N电极的质量减少，所以N是阳极铁电极，电极反应为：Fe-2e-═Fe2+；M是阴极，是石墨电极，发生反应：Ag++e-→Ag；
（2）甲烷是燃料电池的负极，发生失电子的氧化反应，碱性环境下，电极反应式为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；

（3）n（Ag）=4.32g÷108g/mol=0.04mol，根据Ag++e-=Ag可以知道转移电子为0.04mol，甲池中通入氧气的一极为正极，反应式为2O2+8H++8e-=4H2O，则消耗n（O2）=1/4×0.04mol=0.01mol，V（O2）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L。