Question

7．甲烷燃料电池可以提升能量利用率．图3是利用甲烷燃料电池电解50mL 2mol•L^-1的氯化铜溶液的装置示意图：请回答：
①甲烷燃料电池的负极反应式是CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺．
②当线路中有0.1mol电子通过时，b极增重3.2g．

Answer 1

分析 ①酸性条件下，甲烷为原电池的负极，被氧化生成二氧化碳和水；
②根据装置图可知，b电极与燃料电池的负极相连，作阴极，阴极析出铜，电极反应式是Cu²⁺+2e^-=Cu，质量增大，当线路中有0.1mol电子通过时，阴极析出0.05mol铜．

解答 解：①原电池中负极失去电子，正极得到电子．因此在该燃料电池中甲烷在负极通入，氧气在正极通入．由于电解质是酸性电解质，所以负极电极反应式是CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺，故答案为：CH₄-8e^-+2H₂O=CO₂+8H⁺；
②根据装置图可知，b电极与燃料电池的负极相连，作阴极．溶液中的铜离子在阴极放电，电极反应式是Cu²⁺+2e^-=Cu，所以b电极质量增加0.05mol×64g/mol=3.2g，故答案为：b；3.2．

点评 本题主要考查弱电解质的电离、盐类水解、溶液中离子浓度大小比较、溶度积常数的应用以及溶解平衡、电化学原理的应用和计算等．