Question

【題目】與甲醇燃料電池相比，乙醇燃料電池具有毒性低、理論能量密度高等優點，因此被廣泛認為是更有前途的燃料電池。如圖是一個乙醇燃料電池工作時的示意圖。乙池中的兩個電極均為石墨電極,乙池中盛有100mL3.00mol·L-lCuSO4溶液。請回答下列問題：

（1）甲池為_________裝置，M極是_________極。

（2）寫出甲池中加入乙醇一極的電極反應式：________________________。

（3）N極的電極反應式為____________________________。

（4）在此過程中，乙池中某一電極析出金屬銅6.4g時，甲池中理論上消耗氧氣的體積為_________ L(標準狀況下)。

Answer 1

【答案】 原電池 陰 C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O 4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O-4e-=O2↑+4H+ ) 1.12

【解析】（1）由已知結合圖示可得，甲池為乙醇燃料電池，故甲池為原電池裝置；原電池中通入燃料的一極為負極，所以如圖所示，M與原電池的負極相連，故M為陰極。

（2）甲池中加入乙醇一極為負極，乙醇失電子發生氧化反應，因為是堿性電解質溶液，所以電極反應式為：C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O。

（3）N極為陽極，OH-失電子發生氧化反應，電極反應式為：4OH--4e-=O2↑+2H2O(或2H2O-4e-=O2↑+4H+)。

（4）乙池中M極是陰極，該極上析出金屬銅，電極反應為：Cu2++2e-=Cu，當生成金屬銅6.4g(即0.1mol)時，轉移電子為0.2mol，甲池和乙池是串聯電路，電路中轉移電子的物質的量相等，根據甲池中正極反應：O2+2H2O+4e-=4OH-，當轉移0.2mol電子時，消耗氧氣的物質的量為0.05mol，標準狀況下體積是0.05mol×22.4L/mol=1.12L。