Question

5．新型高效的甲醇燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH₃OH和O₂．某研究小組將兩個甲醇燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)，如圖所示．回答下列問題：

（1）乙燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為2CH₃OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+12H₂O．
（2）若原NaCl溶液為300ml，假設(shè)電解過程中體積不變，當(dāng)每個燃料電池中通入0.16g甲醇完全反應(yīng)時，該溶液的PH為13．

Answer 1

分析 （1）CH₃OH堿性燃料電池中，負(fù)極CH₃OH失電子被氧化；
（2）根據(jù)關(guān)系式1molCH₃OH～6mol e^-～3mol Cl₂～6molOH^-計(jì)算．

解答 解：（1）在堿性溶液中，CH₃OH堿性燃料電池中，負(fù)極CH₃OH失電子被氧化，反應(yīng)式為：2CH₃OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+12H₂O，
故答案為：2CH₃OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+12H₂O；
（2）根據(jù)2CH₃OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+12H₂O得，關(guān)系式1molCH₃OH～6mol e^-～3mol Cl₂～6molOH^-
                                                1 mol                        6mol
                                               $\frac{0.16}{32}$=0.005mol            n（OH^-）
所以n（OH^-）=0.03mol
所以c（OH^-）=$\frac{0.03}{0.3}$=0.1mol/L，所以c（H⁺）=$\frac{1×10{\;}^{-14}}{0.1}$=10^-13，
所以，pH=13，故答案為：13．

點(diǎn)評 本題涵蓋電解池和原電池的主體內(nèi)容，涉及電極判斷與電極反應(yīng)式書寫等問題，做題時注意從氧化還原的角度判斷原電池的正負(fù)極以及電極方程式的書寫，本題中難點(diǎn)和易錯點(diǎn)為電極方程式的書寫．