燃料電池是一種具有應用前景的綠*電源。下圖為燃料電池的結構示意圖,電解質溶液為NaOH溶液,電極材料為疏鬆多孔...
問題詳情:
燃料電池是一種具有應用前景的綠*電源。下圖為燃料電池的結構示意圖,電解質溶液為NaOH溶液,電極材料為疏鬆多孔的石墨棒。請回答下列問題:
(1)若該燃料電池為*氧燃料電池。
①a極通入的物質為_____(填物質名稱),電解質溶液中的OH—移向______極(填”負”或“正”)。
②寫出此*氧燃料電池工作時,負極的電極反應式:______________。
(2)若該燃料電池為**燃料電池。已知電池的總反應為CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O
①下列有關說法正確的是___________(填字母代號)。
A.燃料電池將電能轉變為化學能
B.負極的電極反應式為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
C.正極的電極反應式為O2+4H++4e-=2H2O
D.通入**的電極發生還原反應
②當消耗**33.6L(標準狀況下)時,假設電池的能量轉化效率為80%,則導線中轉移的電子的物質的量為______mol.
【回答】
*氣 負 H2 + 2OH-– 2e- = 2H2O B 9.6
【詳解】
(1)①燃料電池中,負極上失電子發生氧化反應,通入燃料*氣的電極是負極,據圖示可知a電極是負極,故a極通入的物質為*氣;原電池中*離子移向負極故OH-移向負極;
②電解質溶液為NaOH溶液,為鹼*環境,故此*氧燃料電池工作時,負極的電極反應式:H2 – 2e- + 2OH- = 2H2O;
(2) ①A.燃料電池為原電池原理,應為將化學能轉變為電能,故A錯誤;
B.電解質溶液為NaOH溶液,為鹼*環境,故負極的電極反應式為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,B正確;
C.鹼*環境中正極的電極反應式應為:為O2+2H2O +4e-=4OH-,C錯誤;
D.通入**的電極失電子發生氧化反應,故D錯誤;
故*為B。
②據電池的總反應CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O可知:消耗**22.4L(標準狀況下)時,假設電池的能量轉化效率為100%,則導線中轉移的電子的物質的量為8mol,則當消耗**33.6L(標準狀況下)時,假設電池的能量轉化效率為100%,則導線中轉移的電子的物質的量12mol,故電池的能量轉化效率為80%時,導線中轉移的電子的物質的量為12×0.8 = 9.6mol。
【點睛】
本題考查了燃料電池,要注意的是:雖然燃料相同,但電解質溶液不同時,電極反應式就不同,如*氧燃料電池,在**介質和鹼*介質中的電極反應式就不同。在計算轉移電子的物質的量時注意電池的能量轉化效率。
知識點:原電池
題型:填空題
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