Question

如图所示是某乙醇燃料电池工作时的装置，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：

（1）M电极的材料是______________，电极名称是______________；N极的电极反应式为___________，加入乙醇的铂电极的电极反应式为_________________。

（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32 g时，甲池中理论上消耗氧气____________L(标准状况下)；若此时乙池溶液的体积为400 mL，则乙池中溶液的pH为____________。

（3）若在常温常压下，1 g C₂H₅OH燃烧生成CO₂和液态H₂O时放出29.71 kJ热量，表示该反应的热化学方程式为______________________。

Answer

（14分）

（1）铁；阴极；4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；C2H5OH－12e－＋16OH－===2CO32-＋11H2O

（2）0.224；1

（3）C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1 366.66 kJ·mol－1

【解析】

试题分析：（1）碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为原电池的负极，负极上甲烷失电子发生氧化反应，电极反应式为C2H5OH－12e－＋16OH－===2CO32-＋11H2O，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，电极材料是Fe，电极反应式为Ag++e-=Ag，则乙池的总反应式为4AgNO3+2H2O4Ag↓+O2↑+4HNO3，故答案为：Fe；4OH--4e-=O2↑+2H2O；C2H5OH－12e－＋16OH－===2CO32-＋11H2O；

（2）n（Ag）==0.04mol，根据Ag++e-=Ag可知转移电子为0.04mol，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）=×0.04mol=0.01mol，V（O2）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L，乙池中阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，转移0.04mol电子，消耗0.04mol OH-，即溶液中生成0.04molH+，c(H+)==0.1mol/L，溶液的pH为1，故答案为：0.224；1；

（3）1g乙醇的物质的量==mol，1gC2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量，1mol乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量是1366.66kJ，所以其热化学反应方程式为：C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1366.66kJ/mol，故答案为：C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1366.66kJ/mol。

考点：考查了电解原理及计算、热化学方程式的书写的相关知识。