Question

【题目】如图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒。当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流。试回答下列问题：

（1）图中通过负载的电子流动方向__(填“向左”或“向右”)。

（2）写出氢氧燃料电池工作时正极电极反应方程式。__。

（3）若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时，负极电极反应方程式为__。

Answer 1

【答案】向右 2H2O＋O2＋4e-=4OH- CH4＋10OH--8e-=CO32-＋7H2O

【解析】

（1）根据原电池工作原理，负极上失电子，电子从负极沿外电路流向正极，所以通过负载的电子流动方向是向右．

故答案为：向右；

（2）正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子，发生还原反应，所以电极反应式为2H2O+O2+4e－═4OH－；

故答案为：2H2O+O2+4e－═4OH－；

（3）负极上是燃料失电子，正极上是氧气得电子，所以负极上甲烷反应生成二氧化碳，二氧化碳是酸性氧化物，能和电解质溶液KOH反应生成盐和水，所以负极上的电极反应式为CH4+10OH－-8e－═CO32－+7H2O；正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子；正负极上的电极反应式相加得总反应方程式，所以总反应方程式为CH4+2O2+2OH－═CO32－+3H2O．

故答案为：CH4+10OH－-8e－═CO32－+7H2O。