Question

（正常進度）
（1）寫出以30％KOH溶液為電解質溶液，甲烷燃料電池的負極電極反應式______。
（2）在標準狀況下，甲烷和氧氣的混合氣體224mL，充分燃燒后，將生成的氣體通入100mL 0.02mol／L的石灰水，得到0.1g白色沉淀。求混合氣體中甲烷和氧氣的體積比。

Answer 1

（1）CH₄－8e^－+10OH^－=CO₃^2－+7H₂O （3分）（2）①如果氫氧化鈣過量，甲烷與氧氣的體積比為1：9；②如果CO₂過量，烷與氧氣的體積比為3：7

（1）在原電池中負極失去電子，發生氧化反應。所以甲烷在負極通入。由于電解質是氫氧化鉀，所以負極反應式為CH₄－8e^－+10OH^－=CO₃^2－+7H₂O。
（2）考查根據方程式進行的有關計算。
有關反應的化學方程式為：CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O、CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O、
CaCO₃+CO₂+H₂O====Ca(HCO₃)₂
混合氣是0.224L÷22.4L/mol＝0.01mol，氫氧化鈣是0.02mol/L×0.1L＝0.002mol，生成的碳酸鈣是0.1g÷100g/mol＝0.001mol。則
①如果氫氧化鈣過量，則反應中生成的CO₂就是0.001mol，則氧氣就是0.009mol，所以甲烷與氧氣的體積比為1：9
②如果CO₂過量，生成碳酸鈣沉淀又被剩余的CO₂反應生成碳酸氫鈣。則生成的CO₂為0.03mol，則氧氣就是0.007mol，所以甲烷與氧氣的體積比為3：7