燃料电池是一种具有应用前景的绿*电源。下图为燃料电池的结构示意图,电解质溶液为NaOH溶液,电极材料为疏松多孔...
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燃料电池是一种具有应用前景的绿*电源。下图为燃料电池的结构示意图,电解质溶液为NaOH溶液,电极材料为疏松多孔的石墨棒。请回答下列问题:
(1)若该燃料电池为*氧燃料电池。
①a极通入的物质为_____(填物质名称),电解质溶液中的OH—移向______极(填”负”或“正”)。
②写出此*氧燃料电池工作时,负极的电极反应式:______________。
(2)若该燃料电池为**燃料电池。已知电池的总反应为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O
①下列有关说法正确的是___________(填字母代号)。
A.燃料电池将电能转变为化学能
B.负极的电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
C.正极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O
D.通入**的电极发生还原反应
②当消耗**33.6L(标准状况下)时,假设电池的能量转化效率为80%,则导线中转移的电子的物质的量为______mol.
【回答】
*气 负 H2 + 2OH-– 2e- = 2H2O B 9.6
【详解】
(1)①燃料电池中,负极上失电子发生氧化反应,通入燃料*气的电极是负极,据图示可知a电极是负极,故a极通入的物质为*气;原电池中*离子移向负极故OH-移向负极;
②电解质溶液为NaOH溶液,为碱*环境,故此*氧燃料电池工作时,负极的电极反应式:H2 – 2e- + 2OH- = 2H2O;
(2) ①A.燃料电池为原电池原理,应为将化学能转变为电能,故A错误;
B.电解质溶液为NaOH溶液,为碱*环境,故负极的电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,B正确;
C.碱*环境中正极的电极反应式应为:为O2+2H2O +4e-=4OH-,C错误;
D.通入**的电极失电子发生氧化反应,故D错误;
故*为B。
②据电池的总反应CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O可知:消耗**22.4L(标准状况下)时,假设电池的能量转化效率为100%,则导线中转移的电子的物质的量为8mol,则当消耗**33.6L(标准状况下)时,假设电池的能量转化效率为100%,则导线中转移的电子的物质的量12mol,故电池的能量转化效率为80%时,导线中转移的电子的物质的量为12×0.8 = 9.6mol。
【点睛】
本题考查了燃料电池,要注意的是:虽然燃料相同,但电解质溶液不同时,电极反应式就不同,如*氧燃料电池,在**介质和碱*介质中的电极反应式就不同。在计算转移电子的物质的量时注意电池的能量转化效率。
知识点:原电池
题型:填空题
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