(1)用铂电极电解稀硫酸溶液,阳极生成O 2,n(O 2)=
2.24L
22.4L/mol =0.1mol,由氢气的燃烧热可知2H 2O(l)=O 2(g)+2H 2(g)△H=+571.6kJ•mol -1,则生成0.1mol需要O 2吸收0.1mol×571.6kJ•mol -1=57.16kJ,由于能量的利用率为80%,则实际应吸收
51.76kJ
80% =71.5kJ,故答案为:71.5kJ;
(2)根据CH 4、H 2、和CO的燃烧热分别写出燃烧的热化学方程式:
①O 2(g)+2H 2(g)=2H 2O(L)△H=-571.6kJ•mol -1;
②CH 4(g)+2O 2(g)=CO 2(g)+2H 2O(L)△H=-890.3kJ•mol -1;
③2CO(g)+O 2(g)=2CO 2(g)△H=-566.03kJ•mol -1,
利用盖斯定律将②-①-③可得:CH 4(g)+CO 2(g)=2CO(g)+2H 2(g);△H=+247.3 kJ•mol -1,
故答案为:CH 4(g)+CO 2(g)=2CO(g)+2H 2(g);△H=+247.3 kJ•mol -1;
(3)在甲烷燃料电池中负极甲烷发生氧化反应生成CO 3 2-和H 2O,负极电极反应式为CH 4+10OH --8e═CO 3 2-+7H 2O,放电时溶液中的阴离子向负极,总反应式为CH 4+2O 2+2OH -═CO 3 2-+3H 2O,OH -浓度降低,则pH减小,当消耗甲烷5.6L(标准状况)时,转移电子的物质的量为
5.6L
22.4L/mol ×8=2mol,则生成铜1mol,质量为64g,
故答案为:CH 4+10OH --8e═CO 3 2-+7H 2O;负;减小;64g.