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新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2 ,电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氧化钠辖液电解实验,如图所示。

 

   回答下列问题:

(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为                 、               。

(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生.其中b电极上得到的是      ,电解氯化钠溶液的总反应方程式为                 ;

(3)若每个电池甲烷通如量为1 L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为        (法拉第常数F=9.65×l04C · mol-1列式计算),最多能产生的氯气体积为    L(标准状况)。

 

(1)O2+4e-+2H2O=4OH-,CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O

(2)H2;2NaCl+2H2O=Cl2↑+H2↑+2NaOH;

(3)

 

4L

【解析】(1)甲烷燃料电池中,负极上甲烷失电子发生氧化反应,电极反应式为:CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O,故答案为:CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O;

(2)闭合K开关后,a是阳极,b是阴极,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电,得到H2,同时溶液中生成氢氧化钠,所以电池反应式为:2NaCl+2H2O=Cl2↑+H2↑+2NaOH

(3)根据转移电子守恒进行计算 =4L

 

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C.+43.5 kJ/ mol D.+67.7 kJ/ mol

 

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