CH4是一种清洁、高效、具有优良的环保性能的燃料，1mol CH4完全燃烧生成稳定的产物．反应热为890.3KJ?mol

Question

CH4是一种清洁、高效、具有优良的环保性能的燃料，1mol CH4完全燃烧生成稳定的产物．反应热为890.3KJ?mol-1．它可以作为燃料电池的燃料．（1）写出甲烷燃烧的热化学方程式：______；（2）以甲烷、空气、氢氧化钾溶液为原料，惰性电极为电极可以构成燃料电池．该电池的正极反应式：______；（3）用（1）中的燃料电池为电源，以石墨为电极电解500ml滴有酚酞的NaCl溶液，装置如图所示：①请写出电解过程中阴极附近观察到的现象：______．②到燃料电池消耗2.8L O2（标准状况下）时，在Y极通过的电子的物质的量为：______．③电解之后，要使溶液恢复原状，应该向溶液中加入物质（填名称）______．

Answer 1

（1）CH₄ 是一种清洁、高效、具有优良的环保性能的燃料，其燃烧热为890.3KJ?mol^-1，热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3KJ/mol，
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3KJ/mol；
（2）负极上的电极反应式等于电池的总反应式-正极发生的电极方程式；以甲烷、空气、氢氧化钾溶液为原料，惰性电极可构成燃料电池，正极反应为：3O₂+12H₂O+12e^-=12OH^-，总反应式为：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，两式相减，负极反应为：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）燃料电池为电源，以石墨为电极电解500ml滴有酚酞的NaCl溶液，X为电解池的阳极，Y为电解池的阴极；
①阴极是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，溶液中水的电离被破坏，生成了氢氧根离子显碱性，遇酚酞变红；电解过程中阴极附近观察到的现象是，阴极附近变红；
故答案为：阴极附近变红；
②甲烷燃料电池的正极消耗氧气，燃料电池消耗2.8L O₂物质的量=

2.8L

22.4L/mol

=0.125mol；正极反应为：3O₂+12H₂O+12e^-=12OH^-，计算得到电子转移为0.5mol；电极上的电子守恒得到在Y极通过的电子的物质的量为0.5mol；
故答案为：0.5mol；
③电解氯化钠溶液生成了氢气、氯气和氢氧化钠，恢复原溶液浓度需要加入氢气和氯气组成的含氯化氢的盐酸溶液；
故答案为：氯化氢气体；