Question

7．（1）今有在氢氧化钾溶液中2H₂+O₂═2H₂O的反应，构成燃料电池，则负极应通H₂，电极反应式为正极：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，负极：2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O．
（2）如果把氢氧化钾改为稀硫酸作电解质，则电极反应式分为：
正极：4H⁺+O₂+4e^-=2H₂O，负极：H₂+2e^-=2H⁺．
（3）在氢氧化钾溶液中通入甲烷构成燃料电池，负极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．总反应离子方程式CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）该燃料电池中，通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水；
（2）该燃料电池中，通入燃料氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，负极上氢气失电子生成氢离子；
（3）甲烷燃料碱性电池中，通入甲烷的电极是负极、通入氧气的电极是正极，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，在得失电子相同条件下将正负极电极反应式相加即得电池反应式．

解答 解：（1）该燃料电池中，通入燃料氢气的电极是负极、通入氧化剂氧气的电极是正极，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，正负极电极反应式分别为 O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-、2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O，
故答案为：H₂；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O；
（2）该燃料电池中，通入燃料氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，负极上氢气失电子生成氢离子，则正负极电极反应式为4H⁺+O₂+4e^-=2H₂O、H₂+2e^-=2H⁺，
故答案为：4H⁺+O₂+4e^-=2H₂O； H₂+2e^-=2H⁺；
（3）甲烷燃料碱性电池中，通入甲烷的电极是负极、通入氧气的电极是正极，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，在得失电子相同条件下将正负极电极反应式相加即得电池反应式，负极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，电池反应式为CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，
故答案为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O．

点评 本题考查电极反应式的书写，为高频考点也是学习难点，明确各个电极上发生的反应及电极反应式书写规则是解本题关键，注意结合溶液电解质特点书写，题目难度中等．