(9分)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2 ，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶

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(9分)
新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH₄和O₂ ，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。

回答下列问题：
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为                、               。
(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生．其中b电极上得到的是     ，电解氯化钠溶液的总反应方程式为                            ；
(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为
     （法拉第常数F=9.65×l0⁴C.mol^-1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为   L(标准状况)。

答案

：（1）O₂+2H₂O +4e^—=4OH^—，CH₄+10OH^--8e^—=CO₃^2-+ 7H₂O；（2）H₂；2NaCl+2H₂O2NaOH+ H₂↑+ Cl₂↑；（3）（1L/22.4L.mol^-1）×8×9.65× 10⁴C.mol^-1 =3.45×10⁴C；4。

解析

：（1）燃料电池的总反应就是燃料燃烧的反应即：CH₄+2O₂+2OH^- = CO₃^2-+ 3H₂O，故其正极反应式为：O₂+ 2H₂O +4e^—= 4OH^—，我们用总反应式减正极反应式可得负极反应式：CH₄+10OH^--8e^—=CO₃^2-+ 7H₂O；（2分析图中三池可看出1、2两池是串联的燃料电池，通入甲烷的一极是负极，故此电解池中与其相连的b电极为阴极，生成的气体为氢气；电解的总反应式为：2NaCl+2H₂O 2NaOH+ H₂↑+ Cl₂↑；（3）根据（1）中的负极反应式，可知通入1mol甲烷时失电子8mol，总电量为8×96500C，由于图中的两个电池是串联，故可知线路上转移的电子与一个燃料电池时相同，结合甲烷的量，其1L为1/22.4mol，可求电为：（1L/22.4L.mol^-1）×8×9.65× 10⁴C.mol^-1 =3.45×10⁴C；电解时得到氢气为4L。
【考点定位】此题以燃料电池的使用为载体，考查了原电池的电极反应式书写、电极的判断和电解知识。