题目内容
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．如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
（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
考点：常见化学电源的种类及其工作原理
专题：电化学专题
分析：（1）氢氧燃料电池中，电解质溶液为碱，则正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子；
（2）根据电极方程式中电子与氧气的关系求算；
（3）燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应；碱性条件下，甲烷燃烧生成碳酸根离子．
（2）根据电极方程式中电子与氧气的关系求算；
（3）燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应；碱性条件下，甲烷燃烧生成碳酸根离子．
解答：
解：（1）氢氧燃料电池中，电解质溶液为碱，则正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子，则其电极反应式为：2H2O+O2+4e-═4OH-；
故答案为：；2H2O+O2+4e-═4OH-
（2）已知2H2O+O2+4e-═4OH-，则每转移0.1mol电子消耗的氧气为：
×0.1mol=0.025mol，所以V（O 2）=nVm=0.025mol×22.4L/mol=0.56L；
故答案为：0.56；
（3）燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，碱性条件下，甲烷在负极生成碳酸根离子，其电极反应式为：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O；碱性条件下，甲烷燃烧生成的二氧化碳再与氢氧根离子结合生成碳酸根离子，则总反应方程式为：CH4+2O2+2OH-═CO32-+3H2O；
故答案为：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O；CH4+2O2+2OH-═CO32-+3H2O．
故答案为：；2H2O+O2+4e-═4OH-
（2）已知2H2O+O2+4e-═4OH-，则每转移0.1mol电子消耗的氧气为：
| 1 |
| 4 |
故答案为：0.56；
（3）燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，碱性条件下，甲烷在负极生成碳酸根离子，其电极反应式为：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O；碱性条件下，甲烷燃烧生成的二氧化碳再与氢氧根离子结合生成碳酸根离子，则总反应方程式为：CH4+2O2+2OH-═CO32-+3H2O；
故答案为：CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O；CH4+2O2+2OH-═CO32-+3H2O．
点评：本题考查燃料电池及物质的量的有关计算，注意根据电极方程式中电子与物质的关系求算，题目难度中等．
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则可知：该元素原子的电子层数为：
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