Question

【题目】面对日益加剧的能源危机，我国《能源发展纲要》中倡导大力发展替代能源，如风能、电能等，要大力开发电动自行车、电动摩托车、电动汽车。回答下列问题：

(1)下列物质中可以作为燃料电池的负极反应物的是（____）

A．CH4 B．H2 C．C2H5OH D．CO2

(2)若用CH4作燃料，氢氧化钾溶液作电解质溶液，写出负极上的电极反应式_______________。

(3)电池工作时，溶液中KOH的物质的量浓度________(填“增大”“不变”或“减小”)。

(4)某温度下的饱和Na2SO4溶液的溶解度为25 g，用甲烷燃料电池进行电解，当阳极产生3.36 L(标准状况)气体时，电路中通过电子的物质的量为_______，消耗甲烷的物质的量为_______，此时，析出Na2SO4·10H2O的质量为________。

Answer 1

【答案】A、B、C CH4－8e－+10OH－＝CO32－+7H2O 减小 0.6 mol 0.07 5 mol 4.5 g

【解析】

(1)可以作为燃料电池的负极反应物应具有还原性；
(2)电解质是KOH溶液时，二氧化碳和氢氧化钾反应得到的是碳酸钾；

(3)反应消耗KOH，KOH的物质的量减小，浓度减小；

(4)阳极电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。

(1)可以作为燃料电池的负极反应物应具有还原性，ABC符合，故答案为：ABC；
(2)甲烷燃料电池以KOH溶液为电解质溶液时，负极上是甲烷发生失电子的氧化反应，又因为电解质是KOH溶液，二氧化碳和氢氧化钾反应得到的是碳酸钾，即负极上的电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；

(3) 由总反应为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，电解液中KOH的物质的量减少，则浓度减小；

(4) 甲烷燃料电池总反应为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，电解池的总反应为：2H2O2H2↑+O2↑，阳极电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。当阳极产生3.36 L(标准状况)气体时，即0.15 mol O2时，电路中通过电子的物质的量为0.15 mol =0.6 mol，消耗甲烷的物质的量为0.15 mol=0.07 5 mol。电解消耗水为0.15 mol =5.4 g，设析出Na2SO4·10H2O的质量为X，则有：=，X=4.5 g。