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．某研究小组将甲烷

Question

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．某研究小组将甲烷燃料电池作为电源进行氯化镁溶液电解实验，电解装置如图所示．请回答下列问题：（1）甲烷燃料电池负极的电极反应式为：______．（2）闭合开关K后，a、b电极上均有气体产生，其中a电极上的电极反应式为______，b电极上得到的气体是______，电解氯化镁溶液的离子方程式为Mg2++2Cl-+2H2O 通电 . Mg（OH）2↓+H2↑+Cl2↑Mg2++2Cl-+2H2O 通电 . Mg（OH）2↓+H2↑+Cl2↑．（3）若甲烷通入量为1.12L（标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电子的物质的量为______，产生的氯气体积为______L（标准状况）．

Answer 1

（1）甲烷燃料电池中，负极上甲烷失电子发生氧化反应，电极反应式为：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，故答案为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）闭合K开关后，a是阳极，b是阴极，a极上氯离子放电生成氯气，电极方程式为2Cl^--2e^-=Cl₂，阴极上氢离子放电，同时溶液中生成氢氧化镁沉淀，所以电池反应的离子方程式为Mg²⁺+2Cl^-+2H₂O

通电  .

Mg（OH）₂↓+H₂↑+Cl₂↑，故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂；H₂；Mg²⁺+2Cl^-+2H₂O

通电  .

Mg（OH）₂↓+H₂↑+Cl₂↑；
（3）若甲烷通入量为 1.12L（标准状况），则甲烷的物质的量为

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，由CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，得转移电子为0.4mol；
根据转移电子守恒得氯气的体积=0.4mol×

1

2

×22.4L/mol=4.48L，
故答案为：0.4mol；4.48L．