Question

17．我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的需求與日俱增．一種新型燃料電池是將兩根特制電極插入氫氧化鉀溶液中，然后從兩極分別通入甲烷和氧氣，其電池反應(yīng)式為：CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O
（ 1）負(fù)極：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O
（2）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，通入5.6L甲烷氣體，完全反應(yīng)后有2mol電子轉(zhuǎn)移．

Answer 1

分析 堿性甲烷燃料電池，具有還原性的甲烷為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為4H₂O+2O₂+8e-═8OH^-，其總反應(yīng)為CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O，根據(jù)電極反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，以此解答該題．

解答 解：堿性甲烷燃料電池，具有還原性的甲烷為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為4H₂O+2O₂+8e-═8OH^-，其總反應(yīng)為CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O，
故答案為：CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O；
（1）根據(jù)上述分析，通入甲烷的負(fù)極反應(yīng)為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）根據(jù)負(fù)極反應(yīng)CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，當(dāng)通入5.6L甲烷氣體即$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，所以完全反應(yīng)后有0.25mol×8=2mol電子轉(zhuǎn)移，
故答案為：2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了燃料電池，為高頻考點(diǎn)，明確得失電子與正負(fù)極的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，能正確書(shū)寫(xiě)電池反應(yīng)式并據(jù)此進(jìn)行計(jì)算，題目難度不大．