Question

燃料電池是利用燃料（如CO、H₂、CH₄等）與氧氣反應，將反應產生的化學能轉變為電能的裝置，通常用氫氧化鉀作為電解質溶液．完成下列關于甲烷（CH₄）燃料電池的填空：
（1）甲烷與氧氣反應的化學方程式為：

 

（2）已知燃料電池的總反應式為CH₄+2O₂+2KOH═K₂CO₃+3H₂O，電池中有一極的電極反應為CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，這個電極是燃料電池的

 

（填“正極”或“負極”），另一個電極上的電極反應式為：

 

（3）隨著電池不斷放電，電解質溶液的堿性

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

考點：化學電源新型電池

專題：電化學專題

分析：（1）甲烷在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水；
（2）燃料電池中，負極上失電子發生氧化反應，正極上氧化劑得電子發生還原反應；
（3）根據電池反應式中氫氧根離子濃度是否變化分析解答．

解答： 解：（1）甲烷在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水，反應方程式為CH₄+2O₂

點燃  .

CO₂+2H₂O，故答案為：CH₄+2O₂

點燃  .

CO₂+2H₂O；
（2）CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O中C元素化合價由-4價變為+4價，所以甲烷失電子發生氧化反應，其所在電極為負極，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，電極反應式為2O₂+4H₂O+8e^-═8OH^-，故答案為：負極；2O₂+4H₂O+8e^-═8OH^-；
（3）該燃料電池電池反應式為CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，氫氧根離子參加反應，所以反應過程中氫氧根離子濃度減小，溶液的pH減小，故答案為：減小．

點評：本題考查了燃料電池，根據得失電子確定正負極發生的反應，能正確書寫電極反應式，題目難度不大．