Question

【题目】燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径．近几年开发的丁烷燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过．其工作原理的示意图如下：

请回答下列问题：
（1）Pt（b）电极是电池的极，电极反应式为；
Pt（a）电极发生反应（填“氧化”或“还原”），电极反应式为 ．
（2）若电解质溶液改为KOH溶液，Pt（b）电极的电极反应式为；Pt（a）电极的电极反应式为 ．
（3）如果该电池工作时电路中通过1.2mol电子，则消耗掉O2在标准状况下的体积为L．

Answer 1

【答案】
（1）正；O2+4e﹣+4H+═2H2O；氧化；CH4﹣8e﹣+2H2O═CO2+8H+
（2）O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣；C4H10+34OH﹣﹣26e﹣═4CO32﹣+22H2O
（3）6.72L
【解析】解：（1）该原电池中质子交换膜只允许质子和水分子通过，说明电解质溶液为酸性溶液，燃料电池中，通入燃料的电极为负极，负极上甲烷失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为：CH4﹣8e﹣+2H2O=8H++CO2 ， 通入氧化剂的电极为正极，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水而发生还原反应，
电极反应式为2O2+8e﹣+8H+=4H2O，
所以答案是：正，O2+4e﹣+4H+═2H2O；氧化，CH4﹣8e﹣+2H2O═CO2+8H+；
（2.）若电解质溶液改为KOH溶液，正极的电极反应式为：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣；负极的电极反应式为：C4H10+34OH﹣﹣26e﹣═4CO32﹣+22H2O，所以答案是：O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣；C4H10+34OH﹣﹣26e﹣═4CO32﹣+22H2O；
（3.）

O2	～	4mole﹣
22.4L		4mol
V		1.2mol

所以V= =6.72L，所以答案是：6.72L．