Question

【题目】燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的丁烷燃料电池是采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：

请回答下列问题：

（1）Pt(b)电极是电池的________极，电极反应式为_____________________________；Pt(a)电极发生________反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为____________。

（2）若电解质溶液改为KOH溶液，Pt(b)电极的电极反应式为_____________；Pt(a)电极的电极反应式为_____________________________________________________________。

（3）如果该电池工作时电路中通过1.2 mol电子，则消耗掉O2在标准状况下的体积为________L。

Answer 1

【答案】

（1） 正，O2+4e-+4H+═2H2O；氧化，CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+；

（2） O2＋2H2O＋4e－==4OH－，C4H10＋34OH－－26e－====4CO32－＋22H2O ；

（3） 6.72L

【解析】

试题分析：（1）燃料电池中通氧气的一极发生还原反应为电池的正极，图上可以看出是酸性燃料电池，电极反应是为O2+4e-+4H+═2H2O，加燃料的一极发生氧化反应，为电池的负极，电极反应式为：CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+，答案为：正，O2+4e-+4H+═2H2O；氧化，CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+；（2）电解质溶液改为KOH溶液，Pt(b)电极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－==4OH－，Pt(a)电极的电极反应式为：C4H10＋34OH－－26e－====4CO32－＋22H2O，答案为：O2＋2H2O＋4e－==4OH－，C4H10＋34OH－－26e－====4CO32－＋22H2O ；（3）每反应掉1mol氧气，转移4mol电子，所以转移1.2mol电子，反应了的氧气的物质的量为：0.3mol，标准状况下的体积为6.72L，答案为：6.72L.