Question

被譽(yù)為改變未來世界的十大新科技之一的燃料電池具有無(wú)污染、無(wú)噪音、高效率的特點(diǎn)．右圖為氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極材料為疏松多孔石墨棒．當(dāng)氧氣和氫氣分別連續(xù)不斷地從正、負(fù)兩極通入燃料電池時(shí)，便可在閉合回路中不斷地產(chǎn)生電流．試回答下列問題：

（1） 寫出氫氧燃料電池工作時(shí)正極電極反應(yīng)方程式：
___________                            。
（2）如果該氫氧燃料電池每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下_______L氧氣。    
（3） 若將此燃料電池改進(jìn)為直接以甲烷和氧氣為原料進(jìn)行工作時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為_______。 電池總離子反應(yīng)方程式為___________________________。

Answer 1

（1）2H₂O＋O₂＋4e^－=4OH^－ （2分）
（2）0.56L（2分）
（3）CH₄＋10OH^－－8e^－=CO₃^2-＋7H₂O （2分）
CH₄＋2O₂＋2OH^－=CO₃^2-＋3H₂O（2分）

解析試題分析：因?yàn)闅溲跞剂想姵氐碾娊赓|(zhì)溶液為堿性，所以正極反應(yīng)式為2H₂O＋O₂＋4e^－=4OH^－，且每轉(zhuǎn)移1mol電子，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣5.6L，所以轉(zhuǎn)移0.1mol電子時(shí)，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣0.56L,當(dāng)以甲烷為燃料時(shí)，甲烷為負(fù)極反應(yīng)物，電極反應(yīng)式為CH₄＋10OH^－－8e^－=CO₃^2-＋7H₂O，正極反應(yīng)式為2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-,兩個(gè)電極反應(yīng)式合并為電池的總反應(yīng)CH₄＋2O₂＋2OH^－=CO₃^2-＋3H₂O。
考點(diǎn)：原電池反應(yīng)方程式的書寫及相關(guān)計(jì)算。