Question

如下圖是一個(gè)乙醇燃料電池工作示意圖，乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極，一個(gè)是鐵電極，工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）M電極材料是 ， N的電極反應(yīng)式為 ，加入乙醇的鉑電極的電極反應(yīng)式為 。

（2）若在常溫常壓下，1g C2H5OH燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時(shí)放出約為30kJ熱量，表示乙醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為 。

（3）若M、N均為石墨電極，將乙池改為電解500mL含KNO3和Cu(NO3)2的混合液一段時(shí)間后，在兩極上均生成11．2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體。則M極產(chǎn)生的氣體是H2，原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度是 mol/L。

Answer 1

（共8分）

（1）鐵 (1分) 4OH—－4e—=2H2O+O2↑ (1分)C2H5OH－12e+16OH—=2CO32—+11H2O (2分)

（2）C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l） △H=－1380kJ/mol (2分)

（3）1 mol/L (2分)

【解析】

試題分析：（1）甲池是燃料電池，乙池是電解池，通入氧氣的一極是正極，則N極是陽(yáng)極，則M極是陰極，M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少，則鐵作陰極，所以M極的材料是鐵；N極發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)離子的放電順序，則在N極放電的書寫氫氧根離子，失去電子生成氧氣，電極反應(yīng)式為4OH—－4e—=2H2O+O2↑；加入乙醇的一極是原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，結(jié)合電解質(zhì)溶液，生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為C2H5OH－12e+16OH—=2CO32—+11H2O；

（2）1mol乙醇的質(zhì)量是46g，所以1mol乙醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時(shí)放出46×30kJ=1380kJ的熱量，所以乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式為C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l） △H=－1380kJ/mol ；

（3）若M、N均為石墨電極，將乙池改為電解500mL含KNO3和Cu(NO3)2的混合液，當(dāng)M極放出氫氣時(shí)，說(shuō)明銅離子放電完全，N極產(chǎn)生氧氣，根據(jù)4OH—－4e—=2H2O+O2↑，可知生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下11．2L氧氣，失去電子的物質(zhì)的量是11．2L/22．4L/mol×4=2mol，生成11．2L氫氣時(shí)得到電子的物質(zhì)的量是11．2L/22．4L/mol×2=1mol，則銅離子共得到1mol電子，根據(jù)Cu2++2e-==Cu，可知銅離子的物質(zhì)的量是1/2mol，所以原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度是1/2mol/0．5L=1．0mol/L。

考點(diǎn)：考查電化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用，氧化還原反應(yīng)的計(jì)算