Question

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

 

負極

 

．
（2）消耗標準狀況下的5.6L O₂時，有

 

mol電子發(fā)生轉移．
（3）開始放電時，正極附近溶液的pH

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）原電池中失電子的電極是負極，負極失電子發(fā)生氧化反應，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應；
（2）計算出氧氣的物質的量即可求出轉移電子數；
（3）根據放電時的正極反應來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，甲烷在負極失電子生成碳酸根離子，電極反應式為CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O，氧氣在正極得電子，電極反應式為：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
（2）5.6L 氧氣的物質的量為：

5.6L

22.4L/mol

═0.25mol，根據電極反應：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，消耗5.6L（標準狀況下）O₂時，轉移電子數為：0.25mol×4═1mol，
故答案為：1；
（3）開始放電時，正極上是氧氣發(fā)生得電子得還原反應，即O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，產生氫氧根，在該極附近溶液氫氧根離子濃度增大，
故答案為：增大．

點評：本題考查了燃料電池，明確原電池正負極上發(fā)生的反應是解本題關鍵，注意根據電極方程式計算轉移的電子的量，題目難度中等．