Question

【題目】燃料電池將是21世紀(jì)獲得電能的重要途徑。近幾年開發(fā)的丁烷燃料電池是采用鉑作電極催化劑，電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下：

請回答下列問題：

（1）Pt(b)電極是電池的________極，電極反應(yīng)式為_____________________________；Pt(a)電極發(fā)生________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)，電極反應(yīng)式為____________。

（2）若電解質(zhì)溶液改為KOH溶液，Pt(b)電極的電極反應(yīng)式為_____________；Pt(a)電極的電極反應(yīng)式為_____________________________________________________________。

（3）如果該電池工作時電路中通過1.2 mol電子，則消耗掉O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________L。

Answer 1

【答案】

（1） 正，O2+4e-+4H+═2H2O；氧化，CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+；

（2） O2＋2H2O＋4e－==4OH－，C4H10＋34OH－－26e－====4CO32－＋22H2O ；

（3） 6.72L

【解析】

試題分析：（1）燃料電池中通氧氣的一極發(fā)生還原反應(yīng)為電池的正極，圖上可以看出是酸性燃料電池，電極反應(yīng)是為O2+4e-+4H+═2H2O，加燃料的一極發(fā)生氧化反應(yīng)，為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為：CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+，答案為：正，O2+4e-+4H+═2H2O；氧化，CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+；（2）電解質(zhì)溶液改為KOH溶液，Pt(b)電極的電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－==4OH－，Pt(a)電極的電極反應(yīng)式為：C4H10＋34OH－－26e－====4CO32－＋22H2O，答案為：O2＋2H2O＋4e－==4OH－，C4H10＋34OH－－26e－====4CO32－＋22H2O ；（3）每反應(yīng)掉1mol氧氣，轉(zhuǎn)移4mol電子，所以轉(zhuǎn)移1.2mol電子，反應(yīng)了的氧氣的物質(zhì)的量為：0.3mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為6.72L，答案為：6.72L.