Question

19．如圖是甲烷燃料電池原理示意圖，回答下列問題：
①電池的負極是a（填“a”或“b”），該極的電極反應是：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O．
②電池工作一過程中正極pH增大，負極pH值減小，一段時間后電解質溶液的pH減小（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 ①燃料電池中，通入燃料的電極是負極，負極上甲烷失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水；
②根據電池反應式以及電極反應式確定溶液pH變化以及電極附近pH的變化．

解答 解：①燃料電池中，通入燃料的電極是負極，負極上甲烷失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，所以a電極是負極，電極反應式為CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O，故答案為：a；CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O；
②在堿性溶液中，通入燃料的電極是負極，負極電極反應式為CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O，消耗氫氧根離子，所以負極pH減小，正極上是氧氣得電子的還原反應：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，正極pH增大，甲烷燃料電池的總反應式為CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，溶液中氫氧根離子被消耗，導致溶液的pH減小，故答案為：增大；減小；減小．

點評 本題考查了原電池原理，根據金屬失電子難易、物質得失電子確定原電池正負極，難點是電極反應式的書寫，要結合電解質溶液酸堿性書寫，難度中等．