Question

6．甲烷和甲醇可以做燃料電池（如圖1），具有廣闊的開發(fā)和應用前景，回答下列問題：
（1）甲醇燃料電池（簡稱DMFC）由于結構簡單、能量轉化率高、對環(huán)境無污染，可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關注．DMFC工作原理如上圖所示：通入b氣體的電極是原電池的正極（填“正”或“負”）．通入a氣體的電極反應式為CH₃OH+H₂O-6e^-═CO₂+6H⁺．
（2）某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進行飽和氯化鈉溶液電解實驗，如圖2所示U形管中氯化鈉溶液的體積為80ml．閉合K后，若每個電池甲烷用量均為0.224L（標況），且反應完全，則理論上通過電解池的電量為7.72×10³C（保留兩位小數(shù)，已知法拉第常數(shù)F=9.65×10⁴C/mol），若產(chǎn)生的氣體全部逸出，電解后溶液混合均勻，電解后U形管中溶液的pH為14．

Answer 1

分析 （1）電子從負極流出，正極流入，燃料電池中，通入氧氣的一極是正極，通入燃料的電極為負極，發(fā)生氧化反應，甲醇被氧化生成二氧化碳；
（2）電解氯化鈉溶液的化學方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，可知關系式1 mol CH₄～8 mol e^-～8molNaOH計算．

解答 解：（1）電子從負極流出，正極流入，燃料電池中，通入氧氣的一極是正極，通入燃料的電極為負極，發(fā)生氧化反應，甲醇被氧化生成二氧化碳，電極方程式為：CH₃OH+H₂O-6e ^-═CO₂+6H⁺，
故答案為：正；CH₃OH+H₂O-6e ^-═CO₂+6H⁺；
（2）電解氯化鈉溶液的化學方程式為2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2NaOH+H₂↑+Cl₂↑，可知關系式1 mol CH₄～8 mol e^-～8molNaOH，故若每個電池甲烷通入量為0.224L（標準狀況），生成0.08molNaOH，c（NaOH）=$\frac{0.08mol}{0.08L}$=1mol/L，pH=14；電解池通過的電量為$\frac{0.224L}{22.4L•mo{l}^{-1}}$×8×9.65×10⁴C•mol^-1=7.72×10³C（題中雖然有兩個燃料電池，但電子的傳遞量只能用一個池的甲烷量計算），
故答案為：7.72×10³C；14．

點評 本題綜合考查電化學知識，涉及電極判斷與電極反應式書寫等問題，做題時注意從氧化還原的角度判斷原電池的正負極以及電極方程式的書寫，本題中難點和易錯點為電極方程式的書寫，題目難度中等．