Question

5．氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制．常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等．已知甲烷燃料电池的负极有碳酸根离子生成，请写出如图所构成的甲烷燃料电池中：a极的电极反应式：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，b极的电极反应式：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，若将KOH溶液换为稀H₂SO₄，则a极的电极反应式：CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺．

Answer 1

分析 甲烷燃料碱性电池中，通入甲烷的电极是负极，负极上甲烷失电子发生氧化反应生成碳酸根离子，正极上氧气得电子发生还原反应；酸性条件下，甲烷在负极上失电子生成二氧化碳，据此分析解答．

解答 解：甲烷燃料碱性电池中，通入甲烷的电极是负极，即a为负极，负极上甲烷失电子发生氧化反应，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；b为正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；若将KOH溶液换为稀H₂SO₄，甲烷在负极上失电子生成二氧化碳，a极的电极反应式：CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺；
故答案为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺．

点评 本题考查电池反应式及电极反应式的书写，明确正负极上发生的反应及反应产物是解本题关键，注意结合电解质溶液酸碱性书写，题目难度中等．