Question

4．丙烷燃料電池（鉑為兩極、正極通入O₂和CO₂、負(fù)極通入丙烷、電解液有三種）
1、電解質(zhì)是熔融碳酸鹽（K₂CO₂或NaCO₃）負(fù)級(jí)r總反應(yīng)方程式：
正極：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-負(fù)極：C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O
總反應(yīng)方程式：C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O
2、酸性電解質(zhì)（電解液H₂SO₄溶液）
總反應(yīng)方程式：C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O
3、堿性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液KOH溶液）
正極：O₂+4e^-+4OH^-=2H₂O負(fù)極：C₃H₈-20e^-+26OH^-=3CO₃^2-+17H₂O．

Answer 1

分析 1．丙烷燃料電池中，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽時(shí)，電解質(zhì)不會(huì)與產(chǎn)物二氧化碳反應(yīng)，總反應(yīng)為C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O，負(fù)極上燃料失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極的反應(yīng)式為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；
2．酸性電解質(zhì)中，產(chǎn)物二氧化碳不會(huì)與電解質(zhì)反應(yīng)，則總反應(yīng)不變；
3．堿性電解質(zhì)中，二氧化碳與KOH反應(yīng)生成碳酸鉀和水，據(jù)此分析．

解答 解：1．丙烷燃料電池中，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽時(shí)，電解質(zhì)不會(huì)與產(chǎn)物二氧化碳反應(yīng)，總反應(yīng)為C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O，負(fù)極上燃料失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極的反應(yīng)式為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，
故答案為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O；C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O；
2．酸性電解質(zhì)中，產(chǎn)物二氧化碳不會(huì)與電解質(zhì)反應(yīng)，則總反應(yīng)不變，為C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O，
故答案為：C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O；
3．堿性電解質(zhì)中，二氧化碳與KOH反應(yīng)生成碳酸鉀和水，負(fù)極反應(yīng)為：C₃H₈-20e^-+26OH^-=3CO₃^2-+17H₂O，正極反應(yīng)為：O₂+4e^-+4OH^-=2H₂O，
故答案為：O₂+4e^-+4OH^-=2H₂O；C₃H₈-20e^-+26OH^-=3CO₃^2-+17H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池原理，知道燃料電池中正負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，要結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫，題目難度中等．