Question

8．将两铂片插入KOH溶液中作为电极，在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池，则
（1）通入甲烷气体的一极是原电池的负极，该极的附近PH是减小． （填增大、不变或减小）
（2）正极的电极反应是O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-．
（3）电池工作时的总反应的离子方程式是CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O．

Answer 1

分析 甲烷、氧气和氢氧化钾溶液构成燃料电池，甲烷易失电子发生氧化反应，则甲烷所在电极为负极，氧气所在电极为正极，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，据此分析．

解答 解：（1）甲烷、氧气和氢氧化钾溶液构成燃料电池，甲烷易失电子发生氧化反应，则甲烷所在电极为负极，氧气所在电极为正极，负极上电极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O，该极消耗氢氧根离子，所以溶液的pH减小；
故答案为：负极；减小；
（2）正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，正极上电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）碱性条件下，氧气和甲烷反应生成碳酸根离子和水，则电池反应离子方程式为：CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O，
故答案为：CH₄+2OH^-+2O₂=CO₃^2-+3H₂O．

点评 本题考查了化学电源新型电池，根据得失电子确定正负极上通入的气体，难点是电极反应式的书写，注意碱性条件下甲烷失电子不能生成二氧化碳，要生成碳酸根离子，为易错点，题目难度中等．