Question

【題目】（1）下列金屬防腐的措施中，① 水中的鋼閘門連接電源的負極使用的是 法；

② 地下鋼管連接鎂塊使用的是 法。

（2）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池,其原理見右圖，石墨Ⅰ為電池的 極；該電池在使用過程中石墨Ⅰ電極上生成氧化物Y，其電極反應式為 。

（3）以甲烷為燃料的新型電池，其成本大大低于以氫氣為燃料的傳統燃料電池，目前得到廣泛的研究，右圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池的工作原理示意圖。回答下列問題：

① A極為電池 極，電極反應式為 。

② 若用該燃料電池作電源，用石墨作電極電解100 mL 1 mol·L-1的硫酸銅溶液，當兩極收集到的氣體體積相等時，理論上消耗的甲烷的體積為 (標準狀況下)。

Answer 1

【答案】（1）外加電流的陰極保護法；犧牲陽極的陰極保護法

（2）負；NO2+ NO-e-N2O5（3）①正； O2 + 4e- = 2O2- ②1.12L

【解析】

試題分析：（1）鋼閘門連接電源的負極做陰極，此方法為外加電流的陰極保護法；若連接鎂塊，則讓鎂作原電池的負極，此方法為：犧牲陽極的陰極保護法。（2）該燃料電池中，負極上通入NO2，石墨Ⅰ為負極，電極反應式為NO2-e-+NO3-═N2O5，正極上通入O2，石墨Ⅱ為正極，電極反應式為O2+2N2O5+4e-═4NO3-，所以NO3-向負極移動，即NO3-向石墨Ⅰ。（3）①由陰離子移動方向可知B為負極，負極發生氧化反應，甲烷被氧化生成二氧化碳和水，電極方程式為CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O，A極是正極，該電極上是氧氣得電子的還原反應，電極方程式為O2+4e-=2O2-。②硫酸銅的物質的量=0.1L×2mol/L=0.2mol，開始階段發生反應：2Cu2++2H2O

2Cu+O2↑+4H+，銅離子完全放電后，發生反應2H2O 2H2↑+O2↑，當兩極收集到的氣體體積相等時，即氫氣與氧氣的體積相等，令是氫氣為xmol，根據電子轉移守恒，則：0.1mol×2+2x=4x，解得x=0.1，根據電子轉移守恒，可知消耗的甲烷物質的量==0.05mol，故消耗甲烷的體積=0.05mol×22.4L/mol=1.12L。