Question

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

Answer 1

分析 1．丙烷燃料電池中，電解質是熔融碳酸鹽時，電解質不會與產物二氧化碳反應，總反應為C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O，負極上燃料失電子，發(fā)生氧化反應，則負極的電極反應式為C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應，正極的反應式為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；
2．酸性電解質中，產物二氧化碳不會與電解質反應，則總反應不變；
3．堿性電解質中，二氧化碳與KOH反應生成碳酸鉀和水，據此分析．

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

點評 本題考查了原電池原理，知道燃料電池中正負極上發(fā)生反應的物質是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，要結合電解質溶液酸堿性書寫，題目難度中等．