Question

9．（1）甲烷通常用來作燃料，其燃燒反應的化學方程式是CH₄+2O₂$\stackrel{點燃}{→}$2H₂O+CO₂．
（2）若用甲烷-氧氣構成燃料電池，電解質溶液為HCl溶液，試寫出該電池的正極的電極反應式2O₂+8H⁺+8e^-═4H₂O；負極的電極反應式CH₄-8e^-+2H₂O═CO₂+8H⁺．若電解質溶液為KOH溶液，試寫出該電池的正極的電極反應式2O₂+4H₂O+8e^-═8OH^-；負極的電極反應式CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O．

Answer 1

分析 （1）甲烷燃燒后產物是二氧化碳和水，據此書寫方程式；
（2）甲烷燃料電池中，負極上投放燃料甲烷，發生失電子發生氧化反應，正極上投放氧氣，發生得電子的還原反應，注意電解質環境決定方程式的書寫；

解答 解：（1）甲烷燃燒后產物是二氧化碳和水，反應的方程式為CH₄+2O₂$\stackrel{點燃}{→}$2H₂O+CO₂，
故答案為：CH₄+2O₂$\stackrel{點燃}{→}$2H₂O+CO₂；
（2）若電解質溶液為HCl溶液，負極上投放燃料甲烷，發生失電子發生氧化反應：CH₄-8e^-+2H₂O═CO₂+8H⁺，正極上投放氧氣，發生得電子的還原反應：2O₂+8H⁺+8e^-═4H₂O，
若電解質溶液為KOH溶液，負極上投放燃料甲烷，發生失電子發生氧化反應：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O，正極上投放氧氣，發生得電子的還原反應：2O₂+4H₂O+8e^-═8OH^-，
故答案為：2O₂+8H⁺+8e^-═4H₂O；CH₄-8e^-+2H₂O═CO₂+8H⁺；2O₂+4H₂O+8e^-═8OH^-；CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O．

點評 本題考查了化學電源新型電池，根據得失電子確定正負極上通入的氣體，難點是電極反應式的書寫，注意堿性條件下甲烷失電子不能生成氫離子，要生成碳酸根離子，為易錯點．