Question

7．美国化学家设计出以甲烷等碳氢化合物为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的传统电池．燃料电池使用气体燃料和氧气直接反应产生电能，其效率高、污染低，是一种很有前途的能源利用方式．
（1）用KOH溶液做电解质，甲烷燃料电池的总反应方程式为CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O；
（2）A是电池的负极，电极反应式为CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（3）标准状况时，通入甲烷1.12L，理论上通过导线的电子的数目为2.408×10²³．

Answer 1

分析 电池的电池反应式为：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，通入燃料甲烷的点极是负极，通入氧气的电极是正极，根据两电极上发生反应的反应类型确定反应的物质及电极反应式，并根据电极反应式结合电子转移情况计算．

解答 解：（1）燃料电池的总反应是燃料燃烧的反应，在碱性环境下，电池的电池反应式为：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，故答案为：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O；
（2）通入燃料甲烷的电极a是负极，发生反应为：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，故答案为：负；CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（3）标准状况时，通入甲烷1.12L即0.05mol，根据电极反应：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，理论上通过导线的电子的数目为0.05mol×8×6.02×10²³=2.408×10²³，故答案为：2.408×10²³．

点评 本题考查了燃料电池，电极反应式的书写要注意结合电解质溶液判断电极上的生成物，原料相同，电解质溶液不同，电极反应式就不同．