Question

【題目】科學家預言，燃料電池將是21世紀獲得電能的重要途徑。

（1）氫氧燃料電池是將H2通入負極，O2通入正極而發生電池反應的，其能量轉換率高。

①若電解質溶液為KOH，其負極反應為______________________________，電池總反應為 _______________________________。

②若電解質溶液為硫酸，其正極反應為_____________________________，負極反應為________________________________；

（2）近幾年開發的甲醇燃料電池是采用鉑作電極催化劑，電池中的質子交換膜只允許質子和水分子通過。其工作原理的示意圖如下：

請回答下列問題：

① Pt(a)電極是 _____ 極，電極反應式為_______________________________；

② Pt(b)電極發生________反應(填“氧化”或“還原”)。

③該電池的總反應方程式為_____________________________________________。

④如果該電池工作時電路中通過3 mol電子，則消耗掉的CH3OH有________mol。

Answer 1

【答案】 2H2+ 4OH－ －4e－＝4H2O 2H2＋O2＝2H2O O2+ 4e－+4H+ ＝2H2O 2H2 －4e－＝4H+ 負 CH3OH＋H2O―6e－ == CO2＋6H＋ 還原 2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 0.5

【解析】本題主要考查燃料電池。

（1）①若電解質溶液為KOH，氫氣在負極被氧化，其負極反應為H2+ 2OH－ －2e－＝2H2O，電池總反應相當于燃燒反應：2H2＋O2＝2H2O。

②若電解質溶液為硫酸，氧氣參與正極反應，正極反應為O2+ 4e－+4H+ ＝2H2O，氫氣參與負極反應，負極反應為2H2 －4e－＝4H+；

（2）① Pt(a)電極通入甲醇是負極，電極反應式為CH3OH＋H2O―6e－ == CO2＋6H＋；

② Pt(b)電極是正極，發生還原反應。

③該電池的總反應相當于甲醇燃燒反應，反應的化學方程式為2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。

④CH3OH～6e－，如果該電池工作時電路中通過3 mol電子，則消耗掉的CH3OH有0.5mol。