Question

16．將CH₄設計成燃料電池，其利用率更高，裝置如右圖所示（A、B為多孔碳棒）．持續(xù)通入甲烷，在標準狀況下，消耗甲烷的體積為V L．
（1）電池負極電極反應為CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）當消耗甲烷的體積為22.4L（標況下）時，溶液中KOH的物質的量濃度為1mol/L；（假設溶液體積不變）

Answer 1

分析 （1）負極發(fā)生氧化反應，負極反應為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）當消耗甲烷的體積為22.4L（標況下）時，甲烷的物質的量為：$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，而總的電極反應式為：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，消耗氫氧化鉀為2mol，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$進行計算求解．

解答 解：（1）負極發(fā)生氧化反應，負極反應為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；故答案為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）當消耗甲烷的體積為22.4L（標況下）時，甲烷的物質的量為：$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，而總的電極反應式為：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，消耗氫氧化鉀為2mol，則此時溶液中KOH的物質的量濃度為$\frac{4-2}{2}$=1mol/L，故答案為：1mol/L．

點評 本題考查了通過計算書寫燃料電池的電極反應式等重要考點，涉及的知識點較多，綜合性較強，難度較大．