Question

下圖是甲醇燃料電池工作的示意圖，其中A、B、D均為石墨電極，C為銅電極。工作一段時間后，斷開K，此時A、B兩極上產生的氣體體積相同。

（1）甲中負極的電極反應式為____          。
（2）乙中A極析出的氣體在標準狀況下的體積為____          。
（3）丙裝置溶液中金屬陽離子的物質的量與轉移電子的物質的量變化關系右圖，則圖中②線表示的是          離子的變化；反應結束后，要使丙裝置中金屬陽離子恰好完全沉淀，需要          mL 5．0 mol/L NaOH溶液。

Answer 1

⑴CH₃OH―6e^―＋8OH^―=CO₃^2―＋6H₂O(2分)⑵2.24L(2分，數值正確無單位得1分)⑶Fe^2＋(2分)280(2分)

A、甲中負極是甲醇，碳為-2價，氧化產物為CO₃^2―,電極反應為：CH₃OH―6e^―＋8OH^―=CO₃^2―＋6H₂O，答案：CH₃OH―6e^―＋8OH^―=CO₃^2―＋6H₂O；⑵A上先發(fā)生Cu^2＋＋2e^―=Cu,轉移電子0.2mol,B生成O₂為0.2mol/4=0.05mol,后A上發(fā)生2H^＋ ＋2e^―=H₂,令產生的H₂為xmol，B上生成的O₂為x/2mol,A、B兩極上產生的氣體體積相同，xmol=x/2mol＋0.05mol,x=0.1mol,A產生的氣體在標準狀況下的體積為2.24L，⑶由⑵轉移的電子數為0.4mol，丙中反應方程式為：Cu＋2Fe^3＋=2Fe^2＋＋Cu^2＋，①為Fe^3＋ 共0.4mol，反應后生成Fe^2＋0.4mol,從圖中可知原來Fe^2＋ 有0.1mol, ②為Fe^2＋ 共0.5mol，③為Cu^2＋ ，共0.2mol, 加入NaOH為（0.5mol×2＋0.2mol×2）÷ 5．0 mol/L=280mL,答案：Fe^2＋ ,220mL.
考點:原電池，電解池綜合計算