Question

【題目】如圖為氫氧燃料電池的結構示意圖，電解質溶液為KOH溶液，電極材料為疏松多孔石墨棒。當氧氣和氫氣分別連續不斷地從正、負兩極通入燃料電池時，便可在閉合回路中不斷地產生電流。試回答下列問題：

（1）圖中通過負載的電子流動方向__(填“向左”或“向右”)。

（2）寫出氫氧燃料電池工作時正極電極反應方程式。__。

（3）若將此燃料電池改進為直接以甲烷和氧氣為原料進行工作時，負極電極反應方程式為__。

Answer 1

【答案】向右 2H2O＋O2＋4e-=4OH- CH4＋10OH--8e-=CO32-＋7H2O

【解析】

（1）根據原電池工作原理，負極上失電子，電子從負極沿外電路流向正極，所以通過負載的電子流動方向是向右．

故答案為：向右；

（2）正極上氧氣得電子和水生成氫氧根離子，發生還原反應，所以電極反應式為2H2O+O2+4e－═4OH－；

故答案為：2H2O+O2+4e－═4OH－；

（3）負極上是燃料失電子，正極上是氧氣得電子，所以負極上甲烷反應生成二氧化碳，二氧化碳是酸性氧化物，能和電解質溶液KOH反應生成鹽和水，所以負極上的電極反應式為CH4+10OH－-8e－═CO32－+7H2O；正極上氧氣得電子和水生成氫氧根離子；正負極上的電極反應式相加得總反應方程式，所以總反應方程式為CH4+2O2+2OH－═CO32－+3H2O．

故答案為：CH4+10OH－-8e－═CO32－+7H2O。