Question

17．被譽(yù)為改變未來(lái)世界的十大新科技之一的燃料電池具有無(wú)污染、無(wú)噪音、高效率的特點(diǎn)．如圖為氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極材料為疏松多孔石墨棒．當(dāng)氧氣和氫氣分別連續(xù)不斷地從a、b兩極通入燃料電池時(shí)，便可在閉合回路中不斷地產(chǎn)生電流．試回答下列問(wèn)題：
（1）圖中通過(guò)A表的電子流動(dòng)方向向左（填“向左”或“向右”），溶液中OH^-的移動(dòng)方向向右（填“向左”或“向右”）．
（2）寫出氫氧燃料電池工作時(shí)電極反應(yīng)方程式：a極：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，b極2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O．
（3）若在b極改為通入甲烷，亦可構(gòu)成甲烷燃料電池，寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O．

Answer 1

分析 （1）燃料電池中電子從負(fù)極流向正極；陰離子向負(fù)極移動(dòng)；
（2）氫氧燃料電池中，電解質(zhì)溶液為堿，則正極上氧氣得電子和水生成氫氧根離子；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）甲烷燃料電池中甲烷在負(fù)極失電子生成碳酸根離子和水．

解答 解：（1）燃料電池中燃料氫氣是負(fù)極，氧氣是正極，電子從負(fù)極（氫氣）流向正極（氧氣）所以電子流向左，氫氧根離子向負(fù)極移動(dòng)，故答案為：向左；向右；
（2）氫氧燃料電池中，電解質(zhì)溶液為堿，則正極上氧氣得電子和水生成氫氧根離子，則其電極反應(yīng)式為：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，負(fù)極的電極反應(yīng)為：2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O，故答案為：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O；
（3）燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，堿性條件下，甲烷在負(fù)極生成碳酸根離子，其電極反應(yīng)式為：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，故答案為：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生原電池的工作原理并以原電池為載體考查了反應(yīng)方程式的有關(guān)計(jì)算，正確找出各物質(zhì)間的關(guān)系是解本題的關(guān)鍵，該題綜合性強(qiáng)，題目難度中等．