Question

15．被譽(yù)為改變未來(lái)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)．如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(wèn)題：
（1）寫出堿性條件下，氫氧燃料電池工作時(shí)正極電極反應(yīng)方程式：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，
負(fù)極的電極反應(yīng)式：H₂+2OH^--2e^-═2H₂O
（2）如果該氫氧燃料為酸性時(shí)，正極的電極反應(yīng)式：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O負(fù)極的電極反應(yīng)式：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O．

Answer 1

分析 在燃料電池中，負(fù)極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，結(jié)合電解質(zhì)環(huán)境來(lái)書寫電極反應(yīng)式即可．

解答 解：（1）在氫氧燃料電池中，通入氫氣的電極是負(fù)極，通入氧氣的電極是正極，堿性環(huán)境下工作時(shí)正極電極反應(yīng)方程式：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；負(fù)極反應(yīng)為：H₂+2OH^--2e^-═2H₂O，
故答案為：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；H₂+2OH^--2e^-═2H₂O；
（2）甲烷和氧氣燃料電池進(jìn)行工作時(shí)，則通入甲烷的電極為負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；正極的電極反應(yīng)式是：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，
故答案為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氫氧燃料電池、甲烷燃料電池的電極反應(yīng)式、總方程式及相互氣體的物質(zhì)的量的知識(shí)，難度不大．