题目内容
【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.
【答案】
(1)CH4+O2 CO2+2H2O
(2)负极;O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
(3)减小
(4)大于
【解析】解:(1)甲烷在空气中燃烧生成二氧化碳和水,其反应的化学方程式为:CH4+2O2 CO2+2H2O;所以答案是:CH4+2O2 CO2+2H2O;(2)甲烷失电子发生氧化反应,所以通入燃料的电极为负极,通入氧化剂的电极为正极,正极上电极反应式为:O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ , 所以答案是:负;O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣;(3)已知CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O,电池工作一段时间后,因为消耗氢氧化钾所以溶液的碱性减小,所以答案是:减小;(4)甲烷燃烧时要放出热量、光能,所以燃料电池中甲烷的利用率比甲烷燃烧的能量利用率高,所以答案是:大于.
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