短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置如下图所示，其中W的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。 ①XH4可与氧气构成燃料电池，若电解质溶液为KOH，则该燃料电池的负极电极反应式是_，电池的总反应方程式是__。 ②若以该电池

admin2017-05-15 23

问题短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置如下图所示，其中W的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。

①XH₄可与氧气构成燃料电池，若电解质溶液为KOH，则该燃料电池的负极电极反应式是_________，电池的总反应方程式是__________。
②若以该电池产生的电能为电源，以石墨为电极电解500 mL某浓度的CuSO₄溶液，当电解完全，共产生Cu的质量是96g，CuSO₄溶液溶质的浓度为_________。若甲烷燃料电池的能量利用率是75％，则会消耗标准状况下的甲烷的体积是_________。

选项

答案①CH₄—8e^－+10OH^－==CO₃^2－+7H₂O；CH₄+2O₂+2OH^－==CO₃^2－+3H₂O； ②3．0mol／L；11．2L。

解析 ①若甲烷一氧气构成燃料电池，则通入甲烷的电极为负极，由于电解质溶液为KOH溶液，该电极的反应式是CH₄-8e^－+10OH^－==CO₃^2－+7H₂O；通入氧气的电极为正极，该电极的反应式是O₂+4e^－+2H₂O==4OH^－。电池的总反应方程式为CH₄+2O₂+2OH^－==CO₃^2－+3H₂O。
②阳极：2H₂O-4e^－==O₂↑+4H^＋，阴极：Cu^2＋+2e^－==Cu；电解完全，产生cu的质量为96g，物质的量为1．5mol，则CuSO₄溶液的浓度为3．0mol／L。Cu与CH₄之间的关系为4Cu～CH₄，又因为甲烷燃料电池的能量利用率为75％，则CH₄的物质的量为0．5mol，标准状况下的体积为11．2 L。

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