Question

（8分）可以將氧化還原反應(yīng)2H2＋O2＝2H2O設(shè)計(jì)成原電池。

（1）利用H2、O2、HCl溶液構(gòu)成燃料電池，則正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)________________________

___________；負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________________________________。

（2）把H2改成CH4，KOH溶液作電解質(zhì)，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________

_____________，當(dāng)導(dǎo)線中通過(guò)4 mol電子時(shí)，需消耗______mol的KOH；將4 mol CH4完全與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)，并生成等物質(zhì)的量的四種氯代物，則理論上需要消耗Cl2的物質(zhì)的量為_(kāi)______mol。

 

Answer 1

（1）O2＋4H+＋4eˉ＝2H2O（2分）；2H2－4eˉ＝4H+（2分）；

（2）CH4＋10OH-－8e-＝CO32-＋7H2O（2分）；1（1分）；10（1分）；

【解析】

試題分析：（1）酸性氫氧燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子生成氫離子、正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，正極反應(yīng)為O2+4H++4eˉ=2H2O；負(fù)極反應(yīng)為2H2-4eˉ=4H+。

（2）堿性甲烷燃料電池中，負(fù)極上甲烷失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水和碳酸根離子，電極反應(yīng)為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；電池反應(yīng)式為CH4+2KOH+2O2=K2CO3+3H2O，根據(jù)KOH和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式得消耗n（KOH）=4mol÷8×2=1mol；甲烷取代反應(yīng)中，被取代H原子的物質(zhì)的量與氯氣的物質(zhì)的量相等，生成等物質(zhì)的量的四種氯代物，則生成四種氯代物的物質(zhì)的量都是1mol，消耗氯氣的物質(zhì)的量=1mol×（1+2+3+4）=10mol。

考點(diǎn)：本題考查原電池原理及物質(zhì)的量的計(jì)算。