Question

（正常进度）

（1）写出以30％KOH溶液为电解质溶液，甲烷燃料电池的负极电极反应式______。

（2）在标准状况下，甲烷和氧气的混合气体224mL，充分燃烧后，将生成的气体通入100mL 0.02mol／L的石灰水，得到0.1g白色沉淀。求混合气体中甲烷和氧气的体积比。

 

Answer 1

【答案】

（1）CH₄－8e^－+10OH^－=CO₃^2－+7H₂O   （3分） （2）①如果氢氧化钙过量，甲烷与氧气的体积比为1：9；②如果CO₂过量，烷与氧气的体积比为3：7

【解析】（1）在原电池中负极失去电子，发生氧化反应。所以甲烷在负极通入。由于电解质是氢氧化钾，所以负极反应式为CH₄－8e^－+10OH^－=CO₃^2－+7H₂O。

（2）考查根据方程式进行的有关计算。

有关反应的化学方程式为：CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O、CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O、

CaCO₃+CO₂+H₂O====Ca(HCO₃)₂

混合气是0.224L÷22.4L/mol＝0.01mol，氢氧化钙是0.02mol/L×0.1L＝0.002mol，生成的碳酸钙是0.1g÷100g/mol＝0.001mol。则

①如果氢氧化钙过量，则反应中生成的CO₂就是0.001mol，则氧气就是0.009mol，所以甲烷与氧气的体积比为1：9

②如果CO₂过量，生成碳酸钙沉淀又被剩余的CO₂反应生成碳酸氢钙。则生成的CO₂为0.03mol，则氧气就是0.007mol，所以甲烷与氧气的体积比为3：7