Question

5．人們應(yīng)用原電池原理制作了多種電池以滿足不同的需要．在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展中，電池發(fā)揮著越來越重要的作用，如在宇宙飛船、人造衛(wèi)星、空間電視轉(zhuǎn)播站、飛機、輪船、電腦、收音機、照相機、電子手表、心臟起搏器等，都離不開各式各樣的電池，同時廢棄的電池隨便丟棄也會對環(huán)境造成污染．請根據(jù)題中提供的信息，回答下列問題：
（1）電子表和電子計算器中所用的是紐扣式微型銀鋅電池，其電極分別為Ag₂O和Zn，電解質(zhì)為KOH溶液，工作時電池總反應(yīng)為Ag₂O+Zn+H₂O═2Ag+Zn（OH）₂．
①工作時電流從Ag₂O極流出（填“Ag₂O”或“Zn”）．
②電極反應(yīng)式：正極Ag₂O+2e^-+H₂O═2Ag+2OH^-，
③工作時電池正極區(qū)的pH增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）甲烷燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點，其能量密度高于鉛蓄電池．若電解質(zhì)為KOH溶液，則甲烷燃料電池的負極反應(yīng)式為CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O．該電池工作時，外電路每流過1×10³ mol e^-，消耗標況下甲烷2.8m³．

Answer 1

分析 （1）該電池中Zn失電子為負極，負極電極反應(yīng)式為Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂；正極是Ag₂O，正極的電極反應(yīng)式為Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，根據(jù)電極反應(yīng)式確定溶液pH變化；
（2）甲烷燃料電池負極是甲烷失電子在減小溶液中生成碳酸鹽，發(fā)生氧化反應(yīng)，結(jié)合電極反應(yīng)計算消耗甲烷標準狀況下的體積．

解答 解：（1）①該電池中Zn失電子為負極，負極電極反應(yīng)式為Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂；正極是Ag₂O，正極的電極反應(yīng)式為Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，
故答案為：Ag₂O；
②電池內(nèi)部陰離子向負極移動，即OH^-移向Zn極；已知電池工作時正極的電極反應(yīng)式為：Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，
故答案為：Ag₂O+2e^-+H₂O═2Ag+2OH^-；
③反應(yīng)生成氫氧根離子，所以正極區(qū)PH增大；
故答案為：增大．
（2）甲烷燃料電池負極是甲烷失電子在減小溶液中生成碳酸鹽，發(fā)生氧化反應(yīng)，負極電極反應(yīng)為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，該電池工作時，外電路每流過1×10³ mol e^-，消耗標況下甲烷體積=$\frac{1}{8}$×1×10³ mol e^-×22.4L/mol=2.8×10³L=2.8m³，
故答案為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，2.8．

點評 本題考查了化學(xué)電源新型電池、燃料電池電極反應(yīng)書寫和電子守恒計算，根據(jù)電池反應(yīng)式中元素化合價變化來確定正負極，再結(jié)合離子濃度的變化來分析解答，難度不大．