题目内容
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）甲烷在空气中燃烧的化学方程式为： ；
（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”或“负”）极，发生 反应，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“＞”“＜”或“=”）甲烷燃烧的能量利用率．
（5）若将电解质溶液改用稀硫酸，则正极反应式为 ；随着电池不断放电，电解质溶液的酸碱性 （填“增大”、“减小”或“不变”）
（1）甲烷在空气中燃烧的化学方程式为：
（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
（3）随着电池不断放电，电解质溶液的碱性
（4）通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率
（5）若将电解质溶液改用稀硫酸，则正极反应式为
考点：化学电源新型电池
专题：电化学专题
分析：（1）甲烷在空气中燃烧生成二氧化碳和水；
（2）原电池中失电子的电极是负极，负极失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应；
（3）根据溶液中氢氧根离子浓度是否变化判断；
（4）燃料电池中甲烷的利用率较高；
（5）若把KOH改为稀H2SO4作电解质，溶液中不可能生成OH-，故负极反应为2H2-4e-=4H+，正极反应为O2+4H++4e-=2H2O，根据电池总反应判断溶液酸碱性的变化．
（2）原电池中失电子的电极是负极，负极失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应；
（3）根据溶液中氢氧根离子浓度是否变化判断；
（4）燃料电池中甲烷的利用率较高；
（5）若把KOH改为稀H2SO4作电解质，溶液中不可能生成OH-，故负极反应为2H2-4e-=4H+，正极反应为O2+4H++4e-=2H2O，根据电池总反应判断溶液酸碱性的变化．
解答：
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；
故答案为：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-，
故答案为：负；氧化；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，故答案为：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，故答案为：＞；
（5）若把KOH改为稀H2SO4作电解质，溶液中不可能生成OH-，故负极反应为2H2-4e-=4H+，正极反应为O2+4H++4e-=2H2O，电池总反应为：CH4+2O2=CO2+2H2O，反应生成水，溶液的酸性减弱；
故答案为：O2+4H++4e-=2H2O；减小．
| ||
故答案为：CH4+2O2
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（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-，
故答案为：负；氧化；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，故答案为：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，故答案为：＞；
（5）若把KOH改为稀H2SO4作电解质，溶液中不可能生成OH-，故负极反应为2H2-4e-=4H+，正极反应为O2+4H++4e-=2H2O，电池总反应为：CH4+2O2=CO2+2H2O，反应生成水，溶液的酸性减弱；
故答案为：O2+4H++4e-=2H2O；减小．
点评：本题考查了燃料电池，明确原电池正负极上发生的反应是解本题关键，注意溶液的酸碱性对电极反应的影响，题目难度中等．
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