Question

10．氫氧燃料電池已用于航天飛機．如圖為氫氧燃料電池構造示意圖，其中A、B為氣體進口，C₁、C₂均為石墨電極，電解質溶液為30%的氫氧化鉀溶液．
（1）下列敘述正確的是：C
A．H₂從B口進入電池
B．該燃料電池的能量轉化率可達100%
C．每生成18g水，導線中電子轉移2mol
D．使用該燃料電池時，H⁺向C₁電極移動
（2）C₁為電池的負極，通入氣體A是H₂；
（3）C₂電極反應式是：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；
（4）該電池供電時總反應式是：2H₂+O₂═2H₂O．

Answer 1

分析 燃料電池中，失電子的極是負極，氫氧燃料電池中通入氫氣的一極為原電池的負極，發生氧化反應，通入氧氣的一極為原電池的正極，發生還原反應，堿性溶液中負極反應為2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O，正極反應為O₂-4e^-+2H₂O=4OH^-，電池總反應為2H₂+O₂=2H₂O，據此分析．

解答 解：（1）A、在該燃料電池中，根據電子的轉移方向可以確定失電子的極C₁是負極，氫氧燃料電池中通入氫氣的一極為原電池的負極，所以該極上通入氫氣，故A錯誤；
B、在燃料電池中，化學能轉化為電能，除此之外還有其他形式的能如熱能的產生，故B錯誤；
C、電池總反應為2H₂+O₂=2H₂O，只要生成36g的水，就會有4mol的電子轉移，所以每生成18g水，導線中電子轉移2mol，故C正確；
D、在原電池中，電解質溶液中的陽離子移向正極，即H⁺向C₂電極移動，故D錯誤．
故選C；
（2）根據電子的轉移方向可以確定失電子的極C₁是負極，氫氧燃料電池中通入氫氣的一極為原電池的負極，則通入氣體A是氫氣，故答案為：負；H₂；
（3）根據電子的轉移方向可以確定得電子的極C₂是正極，反應為：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；故答案為：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；
（4）堿性溶液中負極反應為2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O，正極反應為O₂-4e^-+2H₂O=4OH^-，電池總反應為2H₂+O₂=2H₂O，故答案為：2H₂+O₂═2H₂O．

點評 本題考查氫氧燃料電池的工作原理，題目難度不大，注意電解質溶液的酸堿性不同，電極反應不同，此為易錯點．