Question

7．美國化學家設計出以甲烷等碳氫化合物為燃料的新型電池，其成本大大低于以氫為燃料的傳統電池．燃料電池使用氣體燃料和氧氣直接反應產生電能，其效率高、污染低，是一種很有前途的能源利用方式．
（1）用KOH溶液做電解質，甲烷燃料電池的總反應方程式為CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O；
（2）A是電池的負極，電極反應式為CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（3）標準狀況時，通入甲烷1.12L，理論上通過導線的電子的數目為2.408×10²³．

Answer 1

分析 電池的電池反應式為：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，通入燃料甲烷的點極是負極，通入氧氣的電極是正極，根據兩電極上發(fā)生反應的反應類型確定反應的物質及電極反應式，并根據電極反應式結合電子轉移情況計算．

解答 解：（1）燃料電池的總反應是燃料燃燒的反應，在堿性環(huán)境下，電池的電池反應式為：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，故答案為：CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O；
（2）通入燃料甲烷的電極a是負極，發(fā)生反應為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，故答案為：負；CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（3）標準狀況時，通入甲烷1.12L即0.05mol，根據電極反應：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，理論上通過導線的電子的數目為0.05mol×8×6.02×10²³=2.408×10²³，故答案為：2.408×10²³．

點評 本題考查了燃料電池，電極反應式的書寫要注意結合電解質溶液判斷電極上的生成物，原料相同，電解質溶液不同，電極反應式就不同．