Question

【題目】被譽(yù)為改變未來(lái)世界的十大新科技之一的燃料電池具有無(wú)污染、無(wú)噪音、高效率的特點(diǎn)。如圖為氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，回答下列問(wèn)題：

(1)O2進(jìn)入的電極為___極。

(2)電池工作時(shí)：溶液中的OH-向___（填“正極”或“負(fù)極”）遷移，通__（填“H2”或“O2”）一極的電勢(shì)較低。

(3)寫(xiě)出電池工作時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式：___。

(4)若電池工作時(shí)轉(zhuǎn)移0.01mol電子，理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下__mLO2。

(5)若將此燃料電池改成以CH4和O2為原料進(jìn)行工作時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為：__。

Answer 1

【答案】正 負(fù) H2 H2-2e-+2OH-═2H2O 56 CH4+10OH-﹣8e-═+7H2O

【解析】

通常在原電池反應(yīng)中，O2只能得電子，所以通O2的電極為正極，在堿性電解質(zhì)溶液中，O2得電子的產(chǎn)物與溶液反應(yīng)生成OH-，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O==4OH-；通H2的電極為負(fù)極，H2失電子的產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)生成H2O，電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-==2H2O。

(1)由以上分析知，O2進(jìn)入的電極為正極。答案為：正；

(2)電池工作時(shí)：陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則溶液中的OH-向負(fù)極遷移；在原電池中，負(fù)極的電勢(shì)較低，則通H2一極的電勢(shì)較低。答案為：負(fù)；H2；

(3)電池工作時(shí)，通H2的電極為負(fù)極，H2失電子的產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)生成H2O，電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-==2H2O。答案為：H2-2e-+2OH-═2H2O；

(4)在正極O2——4e-，若電池工作時(shí)轉(zhuǎn)移0.01mol電子，理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下O2的體積為=56mL。答案為：56；

(5)若將此燃料電池改成以CH4和O2為原料進(jìn)行工作時(shí)，負(fù)極為通CH4的電極，CH4失電子的產(chǎn)物與OH-反應(yīng)生成和水，電極反應(yīng)式為：CH4+10OH-﹣8e-═+7H2O。答案為：CH4+10OH-﹣8e-═+7H2O。