Question

美國阿波羅宇宙飛船上使用了一種新型裝置，其構造如圖所示：
（1）a、b兩個電極均由多孔的碳塊組成．該電池的負極的電極反應式：

 

，若a、b間連接一燈泡，則電流方向為從

 

到

 

，裝置在工作過程中，b電極附近的OH^-濃度

 

（填“增大”、“減小”、“不變”）．
（2）若裝置工作10min中內，b電極通入標況下的O₂5.6L，電路中電子轉移的物質的量為

 

，裝置工作中，每小時消耗的KOH消耗的質量為

 

g．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）該裝置是甲烷燃料堿性電池，通入甲烷的電極a是負極，則b是正極，負極上電極反應式為 CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，正極上電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，原電池放電時，電流從正極沿導線流向負極，電解質溶液中陽離子向正極移動、陰離子向負極移動；
（2）根據(jù)氧氣和轉移電子之間的關系式計算轉移電子的物質的量，根據(jù)方程式進行計算．

解答： 解：（1）該裝置是甲烷燃料堿性電池，通入甲烷的電極a是負極，則b是正極，負極上電極反應式為 CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，正極上電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；原電池放電時，b電極上生成氫氧根離子，導致b電極附近的OH^-濃度增大，
故答案為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；b；a； 增大；
（2）裝置工作10min中內，b電極通入標況下的O₂5.6L，電路中電子轉移的物質的量=

5.6L

22.4L/mol

×4=1mol，10min中內，消耗5.6L氧氣，則1小時內消耗33.6L氧氣，該反應的電池反應式為CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O，根據(jù)電池反應式知，消耗KOH的質量=

33.6L 22.4L/mol

2

×2×56g/mol=84g，
故答案為：1 mol；84．

點評：本題考查了原電池原理及物質的量的計算，根據(jù)物質得失電子確定正負極，再根據(jù)電解質溶液酸堿性書寫電極反應式，根據(jù)反應中各個物理量之間的關系式進行計算，題目難度不大．