Question

將兩個鉑電極插入KOH溶液中，向兩極分別通入CH₄和O₂，構成甲烷燃料電池．已知，通入CH₄的一極，其電極反應式是：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O；通入O₂的另一極，其電極反應式是：2O₂+8e^-+4H₂O═8OH^-．請完成下列各空：
（1）通入CH₄的電極為

 

極，發(fā)生

 

反應．
（2）該燃料電池的總反應式為

 

．
（3）若將該電池中的燃料改為氫氣，請寫出此時正負極的反應式：正極：

 

，負極

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：燃料原電池中，甲烷失電子發(fā)生氧化反應，所以通入燃料的電極為負極，負極上失電子發(fā)生氧化反應，通入氧化劑的電極為正極，正極上得電子發(fā)生還原反應，結合電極方程式可確定總方程式，若將該電池中的燃料改為氫氣，負極氫氣被氧化生成水，正極氧氣被還原生成氫氧根離子，以此解答．

解答： 解：（1）由反應CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O可知，甲烷被氧化，應為原電池的負極，故答案為：負；氧化；
（2）原電池總反應與甲烷燃燒方程式相同，在堿性條件下生成碳酸鹽，反應的方程式為CH₄+2O₂+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O，
故答案為：CH₄+2O₂+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O；
（3）若將該電池中的燃料改為氫氣，負極氫氣被氧化生成水，正極氧氣被還原生成氫氧根離子，則正極方程式為O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，負極為2H₂-4e^-+4OH^-═4H₂O，
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；2H₂-4e^-+4OH^-═4H₂O．

點評：本題考查堿性甲烷電池的工作原理，為高頻考點，題目難度不大，注意把握電極反應式的書寫，書寫電極反應式時要結合電解質溶液的酸堿性．