Question

航天飛機(jī)常采用新型燃料電池作為電能來(lái)源，燃料電池一般指采用H₂、CH₄、CO、C₂H₅OH等可燃物質(zhì)與O₂一起構(gòu)成的電池裝置，它可直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能．我國(guó)發(fā)射的“神舟五號(hào)”載人飛船是采用先進(jìn)的甲烷電池為電能來(lái)源的，該電池以KOH溶液為電解質(zhì)，其總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₄+2O₂+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O．
（1）電極反應(yīng)  正極

 

負(fù)極

 

．
（2）消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的5.6L O₂時(shí)，有

 

mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．
（3）開(kāi)始放電時(shí)，正極附近溶液的pH

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）原電池中失電子的電極是負(fù)極，負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）計(jì)算出氧氣的物質(zhì)的量即可求出轉(zhuǎn)移電子數(shù)；
（3）根據(jù)放電時(shí)的正極反應(yīng)來(lái)確定正極附近溶液的氫氧根離子濃度的變化．

解答： 解：（1）甲烷燃料電池中，甲烷在負(fù)極失電子生成碳酸根離子，電極反應(yīng)式為CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，氧氣在正極得電子，電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）5.6L 氧氣的物質(zhì)的量為：

5.6L

22.4L/mol

═0.25mol，根據(jù)電極反應(yīng)：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，消耗5.6L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）O₂時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為：0.25mol×4═1mol，
故答案為：1；
（3）開(kāi)始放電時(shí)，正極上是氧氣發(fā)生得電子得還原反應(yīng)，即O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，產(chǎn)生氫氧根，在該極附近溶液氫氧根離子濃度增大，
故答案為：增大．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了燃料電池，明確原電池正負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，注意根據(jù)電極方程式計(jì)算轉(zhuǎn)移的電子的量，題目難度中等．