Question

熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视．某燃料电池以熔融的K₂CO₃（其中不含O^2-和HCO）为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极．该燃料电池负极电极反应式为：2C₄H₁₀+26CO-52e^-═34CO₂+10H₂O．
试回答下列问题：
（1）该燃料电池的化学反应方程式为

 

；
（2）正极电极反应式为

 

．
（3）为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定．为此，必须在通入的空气中加入一种物质，加入的物质是

 

．
（4）某学生想用该燃料电池和如图所示装置电解饱和食盐水：写出反应的离子方程式

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）丁烷和氧气反应生成二氧化碳和水；
（2）正极上氧气得电子发生还原反应；
（3）根据碳守恒和两极上的变化考虑；
（4）电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电，阴极上氢离子放电，生成氢气、氯气和氢氧化钠．

解答： 解：（1）该电池中，丁烷和氧气反应生成二氧化碳和水，反应方程式为：2C₄H₁₀+13O₂=8CO₂+10H₂O，
故答案为：2C₄H₁₀+13O₂═8CO₂+10H₂O；
（2）正极上氧气得电子发生还原反应和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-
故答案为：O₂+2CO₂+4e^-═2CO₃^2-；
（3）由于原电池的负极产物有水生成，所以负极必有CO₃^2-参加反应，同时根据碳守恒可知A必为CO₂，负极反应式可表示为CH₄+4CO₃^2--8e^-=5CO₂+2H₂O，故答案为：CO₂；
（4）电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，同时还生成氢氧化钠，离子方程式为2Cl^-+2H₂O

电解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-，
故答案为：2Cl^-+2H₂O

电解  .

Cl₂↑+H₂↑+2OH^-．

点评：本题考查了原电池原理，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，明确正负极上得失电子的物质是解本题关键，注意把握电极方程式的书写，难度中等．