Question

17．我国经济发展对能源的需求与日俱增．一种新型燃料电池是将两根特制电极插入氢氧化钾溶液中，然后从两极分别通入甲烷和氧气，其电池反应式为：CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O
（ 1）负极：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O
（2）在标准状况下，通入5.6L甲烷气体，完全反应后有2mol电子转移．

Answer 1

分析 碱性甲烷燃料电池，具有还原性的甲烷为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为4H₂O+2O₂+8e-═8OH^-，其总反应为CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O，根据电极反应进行计算，以此解答该题．

解答 解：碱性甲烷燃料电池，具有还原性的甲烷为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为4H₂O+2O₂+8e-═8OH^-，其总反应为CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O，
故答案为：CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O；
（1）根据上述分析，通入甲烷的负极反应为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）根据负极反应CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，当通入5.6L甲烷气体即$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，所以完全反应后有0.25mol×8=2mol电子转移，
故答案为：2．

点评 本题考查了燃料电池，为高频考点，明确得失电子与正负极的关系是解本题关键，能正确书写电池反应式并据此进行计算，题目难度不大．