Question

16．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型电池，图为电池示意图，据此回答下列问题
：
（1）该电池的正极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．
（2）已知在25℃、101kPa时，C₂H_6（g）的燃烧热为1559.8kJ/mol，请写出
C₂H₆（g）燃烧热的热化学方程式为C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1559.8KJ/mol．
（3）若将上述装置中的H₂改为通入CH₄（g）请写出该燃料电池的负极反应式为
CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O．
（4）假设使用的燃料为CH₄，如用这种电池电镀铜，待镀金属的质量增加12.8g，则至少消耗标准状况下CH₄的体积为1.12L．

Answer 1

分析 （1）氢氧燃料碱性电池中，正极上O₂得电子和H₂O反应生成OH^-；
（2）25℃、101kPa时，C₂H_6（g）的燃烧热为1559.8kJ/mol，即1mol乙烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出1559.8kJ热量；
（3）甲烷燃料碱性电池中，负极上甲烷失电子和OH^-反应生成CO₃^2-和H₂O；
（4）待镀金属上析出的是Cu，待镀金属的质量增加12.8g，则析出n（Cu）=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，根据转移电子守恒计算消耗甲烷体积．

解答 解：（1）氢氧燃料碱性电池中，正极上O₂得电子和H₂O反应生成OH^-，电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）25℃、101kPa时，C₂H₆（g）的燃烧热为1559.8kJ/mol，即1mol乙烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出1559.8kJ热量，则C₂H₆（g）燃烧热的热化学方程式为C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1559.8KJ/mol，
故答案为：C₂H₆（g）+$\frac{7}{2}$O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1559.8KJ/mol；
（3）甲烷燃料碱性电池中，负极上甲烷失电子和OH^-反应生成CO₃^2-和H₂O，电极反应式为CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，故答案为：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（4）待镀金属上析出的是Cu，待镀金属的质量增加12.8g，则析出n（Cu）=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，根据转移电子守恒计算消耗甲烷体积=$\frac{0.2mol×2}{8}×22.4L/mol$=1.12L，
故答案为：1.12．

点评 本题考查燃料电池、电镀、热化学等知识点，明确各个电极上发生的反应及热化学方程式的书写方法是解本题关键，难点是电极反应式的书写，注意结合电解质溶液酸碱性书写，题目难度不大．