Question

【題目】燃料電池是利用燃料（如CO、H2、CH4等）與氧氣反應，將反應產生的化學能轉變為電能的裝置，通常用氫氧化鉀作為電解質溶液．完成下列關于甲烷（CH4）燃料電池的填空：
（1）甲烷與氧氣反應的化學方程式為：
（2）已知燃料電池的總反應式為CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，電池中有一極的電極反應為CH4+10OH﹣﹣8e﹣=CO32﹣+7H2O，這個電極是燃料電池的（填“正極”或“負極”），另一個電極上的電極反應式為：
（3）隨著電池不斷放電，電解質溶液的堿性（填“增大”、“減小”或“不變”）
（4）通常情況下，甲烷燃料電池的能量利用率（填“大于”、“小于”或“等于”）甲烷燃燒的能量利用率．

Answer 1

【答案】
（1）CH4+O2 CO2+2H2O
（2）負極；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
（3）減小
（4）大于
【解析】解：（1）甲烷在空氣中燃燒生成二氧化碳和水，其反應的化學方程式為：CH4+2O2 CO2+2H2O；所以答案是：CH4+2O2 CO2+2H2O；（2）甲烷失電子發生氧化反應，所以通入燃料的電極為負極，通入氧化劑的電極為正極，正極上電極反應式為：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ， 所以答案是：負；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；（3）已知CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O，電池工作一段時間后，因為消耗氫氧化鉀所以溶液的堿性減小，所以答案是：減小；（4）甲烷燃燒時要放出熱量、光能，所以燃料電池中甲烷的利用率比甲烷燃燒的能量利用率高，所以答案是：大于．