科學家預言,燃料電池將是21世紀獲得電能的重要途徑。近幾年開發的*醇燃料電池是採用鉑作電極催化劑,電池中的質子...
問題詳情:
科學家預言,燃料電池將是21世紀獲得電能的重要途徑。近幾年開發的*醇燃料電池是採用鉑作電極催化劑,電池中的質子交換膜只允許質子(就是H+)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)該裝置的能量轉化形式為______________。
(2)Pt(a)電極是電池_____(填“正”或“負”)極,
(3)電解液中的H+向_________(填“a”或“b”)極移動。
(4)如果該電池工作時消耗1 mol CH3OH,則電路中通過____ mol電子。
(5)比起直接燃燒燃料產生電力,使用燃料電池有許多優點,其中主要有兩點:首先是燃料電池的能量轉化率高,其次是_________________________。
【回答】
【*】 (1). 化學能轉化為電能 (2). 負 (3). b (4). 6 (5). 對環境無汙染
【解析】
【分析】
該原電池中質子交換膜只允許質子和水分子通過,說明電解質溶液為**溶液,燃料電池中,通入燃料的電極為負極,負極上失電子發生氧化反應,電極反應為:CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+,通入氧氣的電極為正極,氧氣得到電子生成*氧根離子,電極反應O2+4H++4e-═2H2O,據此解答。
【詳解】(1)該裝置的能量轉化形式為原電池反應是化學能轉化為電能;
(2)Pt(a)電極*醇通入失電子發生氧化反應,是電池負極;
(3)燃料電池中,通入燃料的電極Pt(a)為負極,負極上失電子發生氧化反應,通入氧氣的電極Pt(b)為正極,氧氣得到電子生成*氧根離子,電解液中的H+向正極移動,即向b電極移動;
(4)通入燃料的電極為負極,負極上失電子發生氧化反應,電極反應為:CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+,電子守恆,該電池工作時消耗1 mol CH3OH,則電路中通過6mol電子;
(5)燃料電池的能量轉化率高,*醇反應產物為CO2和H2O,對環境無汙染。
【點睛】以*醇為燃料考查了燃料電池。注意正負極上電極反應式的書寫要結合電解質溶液的*鹼*,即使燃料和氧化劑相同,如果電解質溶液不同,電極反應式也不同。本題中通過電子的移動方向知,左半極為負極,右半極為正極;燃料電池中,負極上投放燃料,燃料在負極上失電子發生氧化反應;正極上投放氧化劑,氧化劑在正極上得電子發生還原反應。
知識點:電化學 膠體
題型:填空題
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