Question

燃料电池是利用燃料（如CO、H2、CH4等）与氧气反应，将反应产生的化学能转变为电能的装置，通常用氢氧化钾作为电解质溶液

Answer 1

解题思路：（1）甲烷在空气中燃烧生成二氧化碳和水；

（2）原电池中失电子的电极是负极，负极失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应；

（3）根据溶液中氢氧根离子浓度是否变化判断；

（4）燃料电池中甲烷的利用率较高；

（5）若把KOH改为稀H₂SO₄作电解质，溶液中不可能生成OH^-，故负极反应为2H₂-4e^-=4H⁺，正极反应为O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，根据电池总反应判断溶液酸碱性的变化．

（1）甲烷在空气中燃烧生成二氧化碳和水，其反应的化学方程式为：CH₄+2O₂

点燃

.

CO₂+2H₂O；

故答案为：CH₄+2O₂

点燃

.

CO₂+2H₂O；

（2）甲烷失电子发生氧化反应，所以通入燃料的电极为负极，通入氧化剂的电极为正极，正极上电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，

故答案为：负；氧化；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；

（3）已知CH₄+2O₂+2KOH═K₂CO₃+3H₂O，电池工作一段时间后，因为消耗氢氧化钾所以溶液的碱性减小，故答案为：减小；

（4）甲烷燃烧时要放出热量、光能，所以燃料电池中甲烷的利用率比甲烷燃烧的能量利用率高，故答案为：＞；

（5）若把KOH改为稀H₂SO₄作电解质，溶液中不可能生成OH^-，故负极反应为2H₂-4e^-=4H⁺，正极反应为O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，电池总反应为：CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O，反应生成水，溶液的酸性减弱；

故答案为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；减小．

点评：

本题考点： 化学电源新型电池．

考点点评： 本题考查了燃料电池，明确原电池正负极上发生的反应是解本题关键，注意溶液的酸碱性对电极反应的影响，题目难度中等．