Question

中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆．甲醇燃料电池的工作原理如图所示．

（1）该电池工作时，b口通入的物质为             ，c口通入的物质为          ．

（2）该电池负极的电极反应式为            ．

（3）工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO₂时，有          N_A个电子转移．

（4）若将a口排放出的1.12L气体，通入到5L0.015mol•L^﹣1NaOH溶液中完全反应．反应后的溶液中离子浓度由大到小的顺序为               ．

Answer

（1）CH3OH；O2；

（2）CH3OH﹣6e﹣+H2O=CO2+6H+；（3）1.2；

（4）c（Na+）＞c（HCO3﹣）＞c（CO32﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）．

【解析】（1）据氢离子移动方向知，右侧电极为正极，正极上氧气得电子，左侧电极为负极，负极上通入燃料甲醇，故答案为：CH3OH；O2；

（2）负极上甲醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH3OH﹣6e﹣+H2O=CO2+6H+，

（3）根据CH3OH﹣6e﹣+H2O=CO2+6H+知，甲醇和转移电子之间的关系式得，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，转移电子的物质的量==0.2mol，则转移电子个数为1.2NA，

（4）标准状况下1.12LLCO2的物质的量为0.05mol，5L0.015mol•L﹣1NaOH溶液中含有0.075molNaOH，二者恰好发生反应2CO2+3NaOH=Na2CO3+NaHCO3+H2O，生成等浓度的Na2CO3、NaHCO3，HCO3﹣、CO32﹣部分水解，溶液呈碱性，则c（OH﹣）＞c（H+），由于CO32﹣水解程度大于HCO3﹣，则c（HCO3﹣）＞c（CO32﹣），所以反应后溶液中的离子浓度大小为：c（Na+）＞c（HCO3﹣）＞c（CO32﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）．