Question

【题目】燃料电池是利用燃料（如CO、H2、CH4等）与氧气反应，将反应产生的化学能转变为电能的装置，通常用氢氧化钾作为电解质溶液。完成下列关于甲烷（CH4）燃料电池的填空：

（1）甲烷与氧气反应的化学方程式为：

（2）已知燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，电池中有一极的电极反应为CH4+10OH--8e-= CO32－+7H2O，这个电极是燃料电池的 （填“正极”或“负极”），另一个电极上的电极反应式为：

（3）随着电池不断放电，电解质溶液的碱性 （填“增大”、“减小”或“不变”）

（4）通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率 （填“大于”、“小于”或“等于”）甲烷燃烧的能量利用率。

Answer 1

【答案】

（1）CH4+O2CO2+2H2O

（2）负极 2O2+4H2O+8e-==8OH-

（3）减小

（4）大于

【解析】

试题分析：（1）甲烷是可燃性气体，与氧气反应的化学方程式为CH4+O2CO2+2H2O；

（2）已知燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，电池中有一极的电极反应为CH4+10OH--8e-= CO32－+7H2O，反应中甲烷失去电子，因此这个电极是燃料电池的负极，另一个电极上是氧气得到电子，所以根据总反应式可知正极的电极反应式为2O2+4H2O+8e-==8OH-；

（3）根据总反应式可知随着电池不断放电，氢氧化钾的浓度逐渐减小，电解质溶液的碱性逐渐减小；

（4）通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率大于甲烷燃烧的能量利用率。