Question

【题目】面对日益加剧的能源危机，中科院院士何祚庥在2003年就曾经倡议大力发展替代能源，如风能、电能等等，要大力开发电动自行车，电动自行车、电动汽车。2006年12月上旬，年产2万辆纯电动汽车的研发基地在天津奠基。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_______，(写离子方程式），电池工作时的总反应式是________。(写离子方程式）

（3）电池工作时，负极附近溶液的pH___（填“升高”、“降低”或“不变”），溶液中KOH的物质的量浓度____（填“增大”、“减小”或“不变”）。

Answer 1

【答案】ABC CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O CH4 +2OH-+2O2 =CO32-+3H2O 降低 减少

【解析】

燃料电池工作时，燃料具有还原性，在负极失电子发生氧化反应，氧气在正极得电子发生氧化反应。

（1）CH4、H2和C2H5OH都是能够与氧气反应的燃料，可以在负极失电子发生氧化反应，故选ABC，故答案为：ABC；

（2）在碱性溶液中，甲烷在负极上失电子发生氧化反应生成碳酸根，电极反应式为CH4-8e-+10OH-＝CO32-+7H2O，氧气在正极上得电子发生还原反应生成氢氧根，电极反应式为2O2+4H2O+8e-＝OH-，则电池工作时的总反应式为CH4 +2OH-+2O2 ＝CO32-+3H2O，故答案为：CH4-8e-+10OH-＝CO32-+7H2O；CH4 +2OH-+2O2 ＝CO32-+3H2O；

（3）由负极电极反应式为CH4-8e-+10OH-＝CO32-+7H2O可知，电池工作时，负极消耗氢氧根，则负极附近溶液的pH降低，由电池工作时的总反应式为CH4 +2OH-+2O2 ＝CO32-+3H2O可知，反应中消耗氢氧化钾，则溶液中KOH的物质的量浓度减少，故答案为：降低；减少。