Question

燃料电池是利用燃料（如CO、H₂、CH₄等）与氧气反应，将反应产生的化学能转变为电能的装置，通常用氢氧化钾作为电解质溶液．完成下列关于甲烷（CH₄）燃料电池的填空：
（1）已知燃料电池的总反应式为CH₄+2O₂+2KOH═K₂CO₃+3H₂O，电池中有一极的电极反应为CH₄+10OH^--8e^-═CO^2-₃+7H₂O，这个电极是燃料电池的

负极

（填“正极”或“负极”），另一个电极上的电极反应式为：

O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-

（2）随着电池不断放电，电解质溶液的碱性

减小

（填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率

大于

（填“大于”、“小于”或“等于”）甲烷燃烧的能量利用率．

Answer 1

分析：（1）原电池中失电子的电极是负极，正极上氧化剂得电子发生还原反应；
（2）根据溶液中氢氧根离子浓度是否变化判断；
（3）燃料电池中甲烷的利用率较高．

解答：解：（1）甲烷失电子发生氧化反应，所以通入燃料的电极为负极，通入氧化剂的电极为正极，正极上电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：负极，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）电池工作一段时间后，因为消耗氢氧化钾所以碱性减弱，溶液的pH减小，故答案为：减小；
（3）甲烷燃烧时要放出热量、光能，所以燃料电池中甲烷的利用率比甲烷燃烧的能量利用率高，
故答案为：大于．

点评：本题考查了燃料电池，明确原电池正负极上发生的反应是解本题关键，难度不大．