Question

11．液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優點．一種以液態肼（N₂H₄）為燃料的電池裝置如圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質溶液．下列關于該電池的敘述不正確的是（　　）

• A． a極的反應式：N₂H₄+4OH^--4e^-═N₂↑+4H₂O
• B． 放電時，電子從a極經過負載流向b極
• C． 該電池持續放電時，離子交換膜需選用陰離子交換膜
• D． 電路中轉移電子3N_A時消耗氧氣16.8 L

Answer 1

分析 該燃料電池中，負極上燃料失電子發生氧化反應，電極反應式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，電池總反應為：N₂H₄+O₂=N₂↑+2H₂O，結合離子的移動方向、電流的方向分析解答．

解答 解：A．通入燃料的電極為負極，負極上燃料失電子發生氧化反應，電極反應式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O，故A正確；
B．放電時，電流從正極b經過負載流向a極，電子從a極經過負載流向b極，故B正確；
C．該原電池中，正極上生成氫氧根離子，所以離子交換膜要選取陰離子交換膜，故C正確；
D．該電池的總反應為：N₂H₄+O₂=N₂↑+2H₂O，轉移8mol電子，需要1mol氧氣，那么轉移3mol電子，需要氧氣標況下的體積為：$\frac{3}{8}×22.4$L=8.4L，故D錯誤，故選D．

點評 本題考查了燃料電池，明確正負極上發生的反應是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，要結合電解質溶液的酸堿性書寫，注意電流的方向和電子的流向相反，難度不大．