Question

能源是人类社会生活和社会发展的基础。请阅读以下材料，回答有关问题：
【小题1】在农村推广建造沼气池，不仅能有效地利用       能，还能为农业生产提供优良的肥料。已知标准状况下11.2L甲烷完全燃烧生成液态水时放出445kJ的热量，请写出甲烷燃烧的热化学方程式             。
【小题2】某研究人员设计了如右图甲所示的甲烷燃料电池。则该燃料电池的负极是    （填a或b），正极反应为         。若以该电池为电源，石墨为电极电解CuCl₂溶液（如右图乙所示），则Y极上发生的电极反应式为      。若电解过程中共消耗标准状况下甲烷0.56L，则理论上可析出金属铜     g。
  

Answer 1

【小题1】生物质；  CH₄(g)+2O₂(g)→CO₂(g)+2H₂O(l)     △H=－890KJ/mol。
【小题2】a；   O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O ；    2Cl^--2e^-=Cl₂ ↑ ；  6.4 

解析【小题1】考查能量的相互转化以及热化学方程式的书写。有机物在一定条件下，通过微生物发酵作用可产生沼气，该过程利用的是生物质能。标准状况下11.2L甲烷是0.5mol，所以甲烷燃烧的热化学方程式为CH₄(g)+2O₂(g)→CO₂(g)+2H₂O(l)     △H=－890KJ/mol。
【小题2】在燃料电池中负极是失去电子，发生氧化反应，所以甲烷在负极通入，所以a是负极，b是正极。根据装置图的结构可判断，正极电极反应式为2O₂+8H⁺+8e^－=4H₂O，负极反应式为CH₄－8e^－＋2H₂O＝CO₂＋8H^＋。Y和电源的正极相连，作阳极，溶液中的阴离子氯离子在阳极放电，发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂ ↑，阴极铜离子放电，发生还原反应生成铜，电极反应式为Cu²⁺+2e^－=Cu。0.56L甲烷失去的电子是，根据得失电子守恒可知，生成的铜是，质量是0.1mol×64g/mol＝6.4g。