Question

15．被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点．如图为氢氧燃料电池的结构示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极材料为疏松多孔石墨棒．当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时，便可在闭合回路中不断地产生电流．试回答下列问题：
（1）写出碱性条件下，氢氧燃料电池工作时正极电极反应方程式：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，
负极的电极反应式：H₂+2OH^--2e^-═2H₂O
（2）如果该氢氧燃料为酸性时，正极的电极反应式：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O负极的电极反应式：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O．

Answer 1

分析 在燃料电池中，负极上是燃料发生失电子的氧化反应，正极上发生得电子的还原反应，结合电解质环境来书写电极反应式即可．

解答 解：（1）在氢氧燃料电池中，通入氢气的电极是负极，通入氧气的电极是正极，碱性环境下工作时正极电极反应方程式：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；负极反应为：H₂+2OH^--2e^-═2H₂O，
故答案为：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-；H₂+2OH^--2e^-═2H₂O；
（2）甲烷和氧气燃料电池进行工作时，则通入甲烷的电极为负极，负极反应式为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；正极的电极反应式是：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，
故答案为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O．

点评 本题考查氢氧燃料电池、甲烷燃料电池的电极反应式、总方程式及相互气体的物质的量的知识，难度不大．