Question

美國阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的電池，其構造如圖所示：兩個電極均由多孔碳制成，通入的氣體由孔隙中流出，并從電極表面放出。

⑴a極是        ，電極反應式是                               。

⑵b極是        ，電極反應式是                               。

⑶氫氣是燃料電池最簡單的燃料，雖然使用方便，卻受到價格和來源的限制。常用的燃料往往是某些碳氫化合物，如甲烷（天然氣）、汽油等。請寫出甲烷燃料電池中a極的電極反應式為                                                    。此時電池內的總反應方程式為                                                。

Answer 1

⑴負極，2H₂＋4OH^－→4H₂O＋4e^－；⑵正極，O₂ ＋ 2H₂O ＋ 4e^－ → 4OH^－；⑶CH₄＋10OH^－ ＝ CO₃^2－ ＋ 7H₂O ＋ 8 e^－，CH₄＋2O₂＋2KOH ＝ K₂CO₃  ＋  7H₂O 。

解析:

依據燃料電池的電極及電極反應可知a、b兩極各是什么極及其電極反應式。又由于甲烷燃燒生成二氧化碳，但在KOH溶液中應生成碳酸根離子，又碳元素的化合價由－4升到＋4，故1mol的甲烷應失去8mol的電子，即電極反應式為：CH₄＋10OH^－ ＝ CO₃^2－ ＋ 7H₂O ＋ 8 e^－。