Question

19．液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小，無需氣體存儲裝置等優點．一種以肼（N₂H₄）為燃料的電池裝置如圖裝置①．該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH作為電解質．下列有關敘述不正確的是（　　）

• A． 該燃料電池負極發生的電極反應為：N₂H₄+4OH^--4e^-═N₂↑+4H₂O
• B． 用該燃料電池作為裝置②的直流電源，產生7.1g Cl₂至少需加入0.5 mol N₂H₄
• C． 該燃料電池中，電子從左側電極經外電路流向右側電極，溶液OH^-遷移到左側
• D． 該燃料電池的電極材料應采用多孔導電材料，以提高電極反應物質在電極表面的吸附量，并使它們與電解質溶液充分接觸

Answer 1

分析 該燃料電池中，負極上燃料失電子發生氧化反應，左側為負極，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，右側為正極，電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，電池總反應為：N₂H₄+O₂=N₂↑+2H₂O，根據串聯電路中電子守恒計算，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．電解氯化銅生成氯氣的電極反應式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，生成1mol氯氣轉移2mol電子，產生7.1g Cl₂為0.1mol，燃料電池中的負極反應為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂↑+4H₂O，則轉移0.2mol電子，消耗0.05mol的N₂H₄，故B錯誤；
C．該燃料電池中，負極上燃料失電子發生氧化反應，左側為負極，電子從左側電極經外電路流向右側電極，原電池中陰離子移向負極，所以溶液OH^-遷移到左側，故C正確；
D．因為電池中正負極上為氣體參與的反應，所以采用多孔導電材料，可以提高電極反應物質在電極表面的吸附量，并使它們與電解質溶液充分接觸，故D正確；
故選B．

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，注意原電池中陰離子移向負極，題目難度不大．