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面对日益加剧的能源危机,中科院院士何祚庥在2003年就曾经倡议大力发展替代能源,如风能、电能等等,要大力开发电动自行车,电动自行车、电动汽车。2006年12月上旬,年产2万辆纯电动汽车的研发基地在天津奠基。回答下列问题:


(1)下列物质中可以作为燃料电池的负极反应物的是(_______)
A.CH4
B.H2
C.C2H5OH
D.CO2
(2)若用CH4作燃料,氢氧化钾溶液作电解质溶液,写出负极上的电极反应式_______,(写离子方程式),电池工作时的总反应式是________。(写离子方程式)
(3)电池工作时,负极附近溶液的pH___(填“升高”、“降低”或“不变”),溶液中KOH的物质的量浓度____(填“增大”、“减小”或“不变”)。

所属分类: 化学 (免费栏目) 浏览量: 97 次


燃料电池工作时,燃料具有还原性,在负极失电子发生氧化反应,氧气在正极得电子发生氧化反应。
(1)CH4、H2和C2H5OH都是能够与氧气反应的燃料,可以在负极失电子发生氧化反应,故选ABC,故答案为:ABC;
(2)在碱性溶液中,甲烷在负极上失电子发生氧化反应生成碳酸根,电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,氧气在正极上得电子发生还原反应生成氢氧根,电极反应式为2O2+4H2O+8e-=OH-,则电池工作时的总反应式为CH4 +2OH-+2O2 =CO32-+3H2O,故答案为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;CH4 +2OH-+2O2 =CO32-+3H2O;
(3)由负极电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O可知,电池工作时,负极消耗氢氧根,则负极附近溶液的pH降低,由电池工作时的总反应式为CH4 +2OH-+2O2 =CO32-+3H2O可知,反应中消耗氢氧化钾,则溶液中KOH的物质的量浓度减少,故答案为:降低;减少。

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