Question

【題目】被譽(yù)為改變未來世界的十大新科技之一的燃料電池具有無污染、無噪音、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，便可在閉合回路中不斷地產(chǎn)生電流．試回答下列問題：

（1）寫出氫氧燃料電池工作時負(fù)極反應(yīng)方程式： ．
（2）為了獲得氫氣，除了充分利用太陽能外，工業(yè)上利用石油產(chǎn)品與水在高溫、催化劑作用下制取氫氣．寫出丙烷和 H2O反應(yīng)生成 H2 和 CO 的化學(xué)方程式： ．
（3）若將此燃料電池改進(jìn)為直接以甲烷和氧氣為原料進(jìn)行工作時，負(fù)極反應(yīng)式為 ．
電池總離子反應(yīng)方程式為
（4）若將此燃料電池改進(jìn)為直接以有機(jī)物 A 和氧氣為原料進(jìn)行工作，有機(jī)物 A 只含有 C、H、O 三種元素，常用作有機(jī)合成的中間體．16.8g 該有機(jī)物經(jīng)燃燒生成 44.0g CO2 和 14.4g H2O；質(zhì)譜圖表明其相對分子質(zhì)量為 84，紅外光譜分析表明 A 分子中含有 O﹣H 鍵和位于分子端的﹣C≡C﹣鍵，核磁共振氫譜有三個峰，峰面積為 6：1：1．A 的分子式是 ． A的結(jié)構(gòu)簡式是 ．

Answer 1

【答案】
（1）2H2+4OH﹣﹣4e﹣═4H2O
（2）C3H8+3H2O 3CO+7H2
（3）CH4+10OH﹣﹣8e﹣═CO32﹣+7H2O；CH4+2O2+2OH﹣═CO32﹣+3H2O
（4）C5H8O；
【解析】解：（1）氫氧燃料電池中，電解質(zhì)溶液為堿，則負(fù)極上氫氣得電子生成水，則其電極反應(yīng)式為：2H2+4OH﹣﹣4e﹣═4H2O，所以答案是：2H2+4OH﹣﹣4e﹣═4H2O；（2）丙烷和 H2O反應(yīng)生成 H2 和 CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C3H8+3H2O 3CO+7H2 ， 所以答案是：C3H8+3H2O 3CO+7H2；（3）燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，堿性條件下，甲烷在負(fù)極生成碳酸根離子，其電極反應(yīng)式為：CH4+10OH﹣﹣8e﹣═CO32﹣+7H2O；堿性條件下，甲烷燃燒生成的二氧化碳再與氫氧根離子結(jié)合生成碳酸根離子，則總反應(yīng)方程式為CH4+2O2+2OH﹣═CO32﹣+3H2O，
所以答案是：CH4+10OH﹣﹣8e﹣═CO32﹣+7H2O；CH4+2O2+2OH﹣═CO32﹣+3H2O；（4）有機(jī)物A只含有C、H、O三種元素，質(zhì)譜圖表明其相對分子質(zhì)量為84，16.8g有機(jī)物A的物質(zhì)的量為0.2mol，經(jīng)燃燒生成44.0g CO2 ， 物質(zhì)的量為1mol，生成14.4g H2O，物質(zhì)的量為 =0.8mol，故有機(jī)物A中C原子數(shù)目為 =5，H原子數(shù)目為 =8，故氧原子數(shù)目為 =1，故A的分子式為C5H8O，
不飽和度為 =2，紅外光譜分析表明A分子中含有O﹣H鍵和位于分子端的C≡C鍵，核磁共振氫譜有三個峰，峰面積為6：1：1，故分子中含有2個CH3、1個﹣OH連接在同一C原子上，故A的結(jié)構(gòu)簡式為 ，
所以答案是：C5H8O； ．