题目

题型：不详难度：来源：

美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的电池，其构造如图所示：两个电极均由多孔碳制成，通入的气体由孔隙中流出，并从电极表面放出。

⑴a极是       ，电极反应式是                              。
⑵b极是       ，电极反应式是                              。
⑶氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如甲烷（天然气）、汽油等。请写出甲烷燃料电池中a极的电极反应式为                                                   。此时电池内的总反应方程式为                                               。

答案

⑴负极，2H₂＋4OH^－→4H₂O＋4e^－；⑵正极，O₂ ＋ 2H₂O ＋ 4e^－→ 4OH^－；⑶CH₄＋10OH^－＝ CO₃^2－＋ 7H₂O ＋ 8 e^－，CH₄＋2O₂＋2KOH ＝ K₂CO₃ ＋  7H₂O 。

解析

依据燃料电池的电极及电极反应可知a、b两极各是什么极及其电极反应式。又由于甲烷燃烧生成二氧化碳，但在KOH溶液中应生成碳酸根离子，又碳元素的化合价由－4升到＋4，故1mol的甲烷应失去8mol的电子，即电极反应式为：CH₄＋10OH^－＝ CO₃^2－＋ 7H₂O ＋ 8 e^－。