Question

【题目】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）甲烷与氧气反应的化学方程式为：
（2）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﹣=CO32﹣+7H2O，这个电极是燃料电池的（填“正极”或“负极”），另一个电极上的电极反应式为：
（3）随着电池不断放电，电解质溶液的碱性（填“增大”、“减小”或“不变”）
（4）通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率（填“大于”、“小于”或“等于”）甲烷燃烧的能量利用率．

Answer 1

【答案】
（1）CH4+O2 CO2+2H2O
（2）负极；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
（3）减小
（4）大于
【解析】解：（1）甲烷在空气中燃烧生成二氧化碳和水，其反应的化学方程式为：CH4+2O2 CO2+2H2O；所以答案是：CH4+2O2 CO2+2H2O；（2）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﹣ ， 所以答案是：负；O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；（3）已知CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O，电池工作一段时间后，因为消耗氢氧化钾所以溶液的碱性减小，所以答案是：减小；（4）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，所以答案是：大于．