Question

19．如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：
①电池的负极是a（填“a”或“b”），该极的电极反应是：CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O．
②电池工作一过程中正极pH增大，负极pH值减小，一段时间后电解质溶液的pH减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

分析 ①燃料电池中，通入燃料的电极是负极，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；
②根据电池反应式以及电极反应式确定溶液pH变化以及电极附近pH的变化．

解答 解：①燃料电池中，通入燃料的电极是负极，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，所以a电极是负极，电极反应式为CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O，故答案为：a；CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O；
②在碱性溶液中，通入燃料的电极是负极，负极电极反应式为CH₄-8e^-+10OH^-═CO₃^2-+7H₂O，消耗氢氧根离子，所以负极pH减小，正极上是氧气得电子的还原反应：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，正极pH增大，甲烷燃料电池的总反应式为CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，溶液中氢氧根离子被消耗，导致溶液的pH减小，故答案为：增大；减小；减小．

点评 本题考查了原电池原理，根据金属失电子难易、物质得失电子确定原电池正负极，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液酸碱性书写，难度中等．