Question

可以将氧化还原反应2H2+O2=2H2O设计成原电池．（1）利用H2、O2、HCl溶液构成燃料电池，则正极的电极反应

可以将氧化还原反应2H2+O2=2H2O设计成原电池．（1）利用H2、O2、HCl溶液构成燃料电池，则正极的电极反应式为______；负极的电极反应式为______．（2）把H2改成CH4，KOH溶液作电解质，则负极的电极反应式为______，当导线中通过4mol电子时，需消耗______mol的KOH；将4mol CH4完全与Cl2发生取代反应，并生成等物质的量的四种氯代物，则理论上需要消耗Cl2的物质的量为______mol．

Answer 1

（1）酸性氢氧燃料电池中，负极上燃料失电子生成氢离子、正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，正极反应为O₂+4H⁺+4eˉ=2H₂O、负极反应为2H₂-4eˉ=4H⁺，故答案为：O₂+4H⁺+4eˉ=2H₂O；2H₂-4eˉ=4H⁺；
（2）碱性甲烷燃料电池中，负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成水和碳酸根离子，电极反应为CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；电池反应式为CH₄+2KOH+2O₂=K₂CO₃+3H₂O，根据KOH和转移电子之间的关系式得消耗n（KOH）=

4mol

8

×2=1mol；甲烷取代反应中，被取代H原子的物质的量与氯气的物质的量相等，生成等物质的量的四种氯代物，则生成四种氯代物的物质的量都是1mol，消耗氯气的物质的量=1mol×（1+2+3+4）=10mol，故答案为：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；1；10．