题目内容

(10分)设计出燃料电池使天然气CH4氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入天然气,电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-离子。回答如下问题:
(1)这个电池的正极发生的反应是:                                ;(2分)
(2)负极发生的反应是:                                             ;(2分)
(3)固体电解质里的O2-的移动方向是:                               ;(2分)
(4)天然气燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全,产生         堵塞电极的气体通道,有人估计,完全避免这种副反应至少还需10年时间,正是新一代化学家的历史使命。(2分)
(5)若将此甲烷燃料电池设计成在25%的KOH溶液中的电极反应,该电池的负极区域的碱性会__________(填“增强”、“减弱”或“不变”)。(2分)

(1)O2+4e-=2O2-(2分)   (2)CH4-8e-=CO2+2H2O(2分)
(3)正极流向负极(2分) (4)碳(2分)    (5)减弱(2分)

解析

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