Question

【题目】燃料电池利用原电池的工作原理将燃料和氧化剂（如O2)反应所放出的化学能直接转化为电能：能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。某种燃料电池的总反应式是：CH4+2O2+2OH-=CO32-+ 3H2O，装置如下图所示，该电池用金属铂片作电极在两极上分别通甲烷和氧气。请思考回答以下问题：

(1)电解质溶液可能是_________________；阳离子的移动方向：___________。（“左→右”、“右→左”）

(2)D气体通入的电池的_________极，发生的电极反应式：__________________；A通入的是______________，发生的电极反应式：_________________。

(3)当该电子流经导线的电子为4mol时，A入口至少需要通入_______L的气体（标准状态下）。

Answer 1

【答案】 NaOH或KOH 左右( 正极 O2+4e-+2H2O=4OH- CH4 CH4+8e-+10H-=CO32-+7H2O 11. 2L

【解析】(1)燃料电池的总反应式是：CH4+2O2+2OH-=CO32-+ 3H2O，可知电解质溶液是碱性溶液，可能是NaOH或KOH；由装置图可知，电子流出的极为负极，即左边电极为负极，则原电子工作时阳离子的移动方向左→右；

(2)右侧电极为正极，通话气体为氧气，则D气体通入的电池的正极，发生的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-；A通入的是CH4，发生的电极反应式CH4+8e-+10H-=CO32-+7H2O；

(3)当该电子流经导线的电子为4mol时，A入口甲烷的物质的量为4mol×=0.5mol，标准状况下体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L。