Question

被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点．右图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒．当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流．试回答下列问题：

（1） 写出氢氧燃料电池工作时正极电极反应方程式：

___________                             。

（2）如果该氢氧燃料电池每转移0.1mol电子，消耗标准状况下_______L氧气。    

（3） 若将此燃料电池改进为直接以甲烷和氧气为原料进行工作时，负极反应式为_______。  电池总离子反应方程式为___________________________。

 

Answer 1

【答案】

（1）2H₂O＋O₂＋4e^－=4OH^－  （2分）

（2）0.56L（2分）

（3）CH₄＋10OH^－－8e^－=CO₃^2-＋7H₂O （2分）

CH₄＋2O₂＋2OH^－=CO₃^2-＋3H₂O（2分）

【解析】

试题分析：因为氢氧燃料电池的电解质溶液为碱性，所以正极反应式为2H₂O＋O₂＋4e^－=4OH^－，且每转移1mol电子，消耗标准状况下氧气5.6L，所以转移0.1mol电子时，消耗标准状况下氧气0.56L,当以甲烷为燃料时，甲烷为负极反应物，电极反应式为CH₄＋10OH^－－8e^－=CO₃^2-＋7H₂O，正极反应式为2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-,两个电极反应式合并为电池的总反应CH₄＋2O₂＋2OH^－=CO₃^2-＋3H₂O。

考点：原电池反应方程式的书写及相关计算。