Question

【題目】被譽(yù)為改變未來(lái)世界的十大新科技之一的燃料電池具有無(wú)污染、無(wú)噪音、高效率的特點(diǎn)。如圖為氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極材料為疏松多孔石墨棒。當(dāng)氧氣和氫氣分別連續(xù)不斷地從正、負(fù)兩極通入燃料電池時(shí)，便可在閉合回路中不斷地產(chǎn)生電流。試回答下列問(wèn)題：

（1）氫氣進(jìn)入的這極為___極；

（2）寫(xiě)出氫氧燃料電池工作時(shí)的正極反應(yīng)式：___；

（3）該氫氧燃料電池每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下___L氧氣；

（4）若將此燃料電池改進(jìn)為直接以甲烷和氧氣為原料進(jìn)行工作時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為___。

Answer 1

【答案】負(fù) 2H2O+O2+4e-═4OH- 0.56 CH4+10OH-﹣8e-═CO32-+7H2O

【解析】

(1)H元素化合價(jià)升高，失電子，在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，即氫氣進(jìn)入負(fù)極，故答案為：負(fù)；

(2)氧氣在正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，正極反應(yīng)式為：2H2O+O2+4e-═4OH-，故答案為：2H2O+O2+4e-═4OH-；

(3)由2H2O+O2+4e-═4OH-可知，每轉(zhuǎn)移4mol電子，消耗標(biāo)況下22.4L氧氣，那么，轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氧氣的體積==0.56L，故答案為：0.56；

(4)甲烷在負(fù)極失電子，電解質(zhì)是堿，生成碳酸根，負(fù)極反應(yīng)式為：CH4+10OH-﹣8e-═CO32-+7H2O，故答案為：CH4+10OH-﹣8e-═CO32-+7H2O。