Question

（共10分）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，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。

（1）通入甲烷的一极作原电池的____极（填“正”或“负”）

（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b极得到的气体是____。

（3）该甲烷燃料电池中，负极反应式为________，正极反应式为_________________。

（4）甲烷燃料电池工作时，若某一电极上消耗11.2 L（标准状况下）的CH4 气体，线路中转移电子的个数是____。

Answer 1

（每空2分，共10分）

（1）负 （2）H2 （3）CH4+10OH－-8e－=CO32-+7H2O 2O2+4H2O+8e－=8OH－ （4）4NA

【解析】

试题分析：（1）甲烷燃料电池属于原电池，原电池中负极失去电子，正极得到电子，所以甲烷在负极通入，

氧气在正极通入。

（2）闭合K开关后，b电极和电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电，生成氢气。

（3）甲烷燃料电池中，甲烷在负极失电子生成CO2 ，CO2 和KOH溶液反应生成K2CO3 ，负极反应的离子方程式为CH4+10OH－-8e－=CO32-+7H2O，氧气在正极得电子，在KOH环境下生成OH－，正极反应式为2O2+4H2O+8e－=8OH－。

（4）甲烷在反应中失去8个电子，11.2L甲烷的物质的量为11.2/22.4=0.5mol， 线路中转移电子的个数是0.5×8×NA=4NA。

考点：考查甲烷燃料电池，原电池、电解池的工作原理。