Question

如图是一个甲烷燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：

①N电极的材料是

石墨

，乙池N极的电极反应式是

4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

．M极的电极反应式是

Ag⁺+e^-=Ag

．
②在此过程中，乙池中某一电极析出金属银10.8g时，甲池中理论上消耗氧气为

5.6

L（标况下）．

Answer 1

分析：酸性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为原电池的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，乙池为电解池，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，N连接原电池的正极，应为电解池的阳极，则应为石墨材料，M为电解池的阴极，为铁电极，电解硝酸银溶液时，阴极反应式为Ag⁺+e^-=Ag，阳极反应式为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，结合电子的转移的物质的量的判断进行计算．

解答：解：①酸性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为原电池的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，乙池为电解池，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，N连接原电池的正极，应为电解池的阳极，则应为石墨材料，N为阳极，电极反应式是4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，M为阴极，电极反应式为Ag⁺+e^-=Ag，
故答案为：石墨；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；Ag⁺+e^-=Ag；
②n（Ag）=

10.8g

108g/mol

=0.1mol，根据Ag⁺+e^-=Ag可知转移电子为0.1mol，
甲池中通入氧气的一极为正极，反应式为2O₂+8H⁺+8e^-=4H₂O，则消耗n（O₂）=

1

4

×0.1mol=0.025mol，
V（O₂）=0.025mol×22.4L/mol=0.56L，
故答案为：5.6．

点评：本题考查了原电池原理和电解池原理，明确原电池和电解池电极上发生反应的类型即可分析解答本题，难度不大，注意电极反应式的书写与电解质溶液的酸碱性有关．