【题文】(10分)设计出燃料电池使天然气CH4氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入天然气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶

【专家解说】：试题答案：【答案】（1）O2+4e-=2O2-（2分） （2）CH4-8e-=CO2+2H2O（2分）
（3）正极流向负极（2分） （4）碳（2分） （5）减弱（2分） 试题解析：【解析】（1）原电池中正极得到电子，所以氧气在正极通入。又因为电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－离子，所以正极电极反应式为O2+4e-=2O2-。
（2）负极失去电子，因此甲烷在负极通入，甲烷的氧化产物是CO2和水，所以电极反应式为CH4-8e-=CO2+2H2O。
（3）原电池中，负极失去电子，所以阴离子流向负极。
（4）甲烷不完全反应，可能产生碳单质堵塞电极的气体通道。
（5）如果电解质是氢氧化钠，则负极电极反应式为H2－2e－＋2OH－＝2H2O，所以负极周围溶液的碱性减弱。