Question

（9分）下圖是一個(gè)甲烷燃料電池工作時(shí)的示意圖，乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極，一個(gè)是鐵電極，工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)M電極的材料是      ，N的電極電極反應(yīng)式為：                         ；乙池的總反應(yīng)式是                    ，通入甲烷的鉑電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為    __________________________   。
(2)在此過(guò)程中，乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時(shí)，甲池中理論上消耗氧氣為       L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）；若此時(shí)乙池溶液的體積為400mL，則乙池中溶液的H⁺的濃度為        。

Answer 1

（9分）（1）   鐵 ，  4 OH^- - 4 e^-  = O₂ ↑ + 2H₂O ，
4AgNO₃+2H₂O 4Ag+ O₂↑+4HNO₃， CH₄-8e^-+10OH^-= CO₃^2-+7H₂O 。
（2）  0.224 L，  0.1mol/L （每空1分）

（1）甲是燃料電池，通入甲烷的電極是負(fù)極，通入氧氣的是正極。所以M是陰極，N是陽(yáng)極。由于工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少，所以M是鐵，N是石墨，溶液中OH－放電，所以其電極反應(yīng)式是4 OH^- - 4 e^- = O₂ ↑ + 2H₂O，則乙池中總的反應(yīng)式是4AgNO₃+2H₂O 4Ag+ O₂↑+4HNO₃。由于原電池中電解質(zhì)溶液顯堿性，所以負(fù)極的電極反應(yīng)式是CH₄-8e^-+10OH^-= CO₃^2-+7H₂O 。
（2）4.32g銀的物質(zhì)的量是0.04mol，則轉(zhuǎn)移電子是0.04mol。所以根據(jù)電子的得失守恒可知，消耗0.01mol氧氣，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的途徑是0.224L。根據(jù)乙池中的總反應(yīng)式可知，此時(shí)生成硝酸是0.04mol，所以氫離子的濃度是0.04mol÷0.4L＝0.1mol/L。