分析 (1)燃料电池中通燃料的是负极,发生氧化反应;通氧气的是正极发生还原反应;
(2)甲烷碱性燃料电池中正极氧气得电子被还原,负极甲烷失电子被氧化;
(3)原电池工作时阴离子向负极移动;阳离子向正极移动;
(4)根据原电池工作原理及电子守恒计算出转移的电子数;
(5)电解质溶液由KOH溶液改为稀硫酸,负极上投放燃料甲烷,发生失电子发生氧化反应:CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+,正极上投放氧气,发生得电子的还原反应:2O2+8H++8e-═4H2O.
解答 解:(1)燃料电池中通燃料的是负极,所以负极是甲烷,发生氧化反应;通氧气的是正极发生还原反应,所以氧气是正极,故答案为:甲烷;氧气;
(2)在碱性溶液中,甲烷燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,正极是:2O2+4H2O+8e-═8OH-,负极是:CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O,
故答案为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;2O2+4H2O+8e-=8OH-;
(3)原电池工作时阴离子向负极移动,所以该燃料电池中OH-向负极移动;阳离子向正极移动,所以K+向正极移动,故答案为:负;正;
(4)消耗11.2L(标准状况下)的CH4气体,物质的量为:$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol,所以转移电子个数为:0.5mol×8×NAmol-1=4NA,故答案为:4NA;
(5)电解质溶液由KOH溶液改为稀硫酸,负极上投放燃料甲烷,发生失电子发生氧化反应:CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+,正极上投放氧气,发生得电子的还原反应:2O2+8H++8e-═4H2O,故答案为:CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+;2O2+8H++8e-═4H2O.
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氢离子,要生成碳酸根离子,为易错点.
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | HCl→H2SO4→H2S→NaOH→CO2 | B. | NaCl→Na2SO4→NaOH→H2S→CO2 | ||
C. | Na2S→Na2SO4→NaCl→NaOH→CO2 | D. | Na2SO4→HCl→H2S→NaOH→CO2 |
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科目:高中化学 来源: 题型:多选题
A. | 1.00 mol•L-1 | B. | 0.500 mol•L-1 | C. | 2.00 mol•L-1 | D. | 3.00 mol•L-1 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 0.05 mol | B. | 0.25 mol | C. | 0.1 mol | D. | 1 mol |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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