甲醇燃料电池电极反应式固体氧化物 甲醇燃料电池电极反应式
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(1)甲醇燃料电池是原电池反应,甲醇在负极失电子发生氧化反应,电极反应为:CH 3 OH-6e - +8OH - =CO 3 2- +6H 2 O,
故答案为:CH 3 OH-6e - +8OH - =CO 3 2- +6H 2 O;
(2)100mL1mol/L的硫酸铜溶液中含有铜离子0.1mo,硫酸根离子0.1mol,当电解硫酸铜溶液时,阴极反应式为:Cu 2+ +2e - =Cu,阳极反应式为:4OH - -4e - =2H 2 O+O 2 ↑,乙中生成铜3.2g即0.05mol溶,转移电子0.1mol,A极反应掉氢氧根离子0.1mol,生成氢离子0.1mol,剩余铜离子0.05mol,硫酸根离子物质的量没有变化,溶液中还存在水的电离平衡,所以离子浓度大小顺序为:c(H + )>c(SO 4 2- )>c(Cu 2+ )>c(OH - ),
故答案为:c(H + )>c(SO 4 2- )>c(Cu 2+ )>c(OH - );
(3)工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同,分析电极反应,B为阴极,溶液中铜离子析出,氢离子得到电子生成氢气,设生成气体物质的量为X,溶液中铜离子物质的量为0.1mol,电极反应为:
Cu 2+ +2e - =Cu,2H + +2e - =H 2 ↑;
0.1mol 0.2mol 2x x
A电极为阳极,溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气,电极反应为:
4OH - -4e - =2H 2 O+O 2 ↑;
4x x
得到0.2+2x=4x
x=0.1mol
乙中A极析出的气体是氧气物质的量为0.1mol,在标准状况下的体积为2.24L;
故答案为:2.24L;
(4)根据转移电子的物质的量和金属阳离子的物质的量的变化,可知,铜离子从无增多,铁离子物质的量减小,亚铁离子增加,①为Fe 3+ ,②为Fe 2+ ,③为Cu 2+ ,
依据(3)计算得到电子转移为0.2mol,当电子转移为0.2mol时,丙中阳极电极反应Cu-2e-=Cu 2+ ,生成Cu 2+ 物质的量为0.1mol,图象分析每个单位为0.05mol,阴极电极反应Fe 3+ +e - =Fe 2+ ,溶液中有Fe 3+ 0.2mol,Fe 2+ 0.3mol,Cu 2+ 为0.1mol,所以需要加入NaOH溶液1.4mol,所以NaOH溶液等体积为1.4mol5mol/L=0.28L=280ml,
故答案为:Fe 2+ ;280.
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