Question

20．科學家預言，燃料電池將是21世紀獲得電力的重要途徑，美國己計劃將甲醇燃料電池用于軍事目的．一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在KOH電解液中直接加入純化后的甲醇，同時向一個電極通入空氣．
回答下列問題：（甲醉的結構簡式為CH₃OH）
（1）空氣通入正（填“正”或“負”）極，此電極的電極反應式是O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，另一個電極的電極反應式是CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O．
（2）溶液中的OH^-離子向負（填“正”或“負”）極移動：開始放電時，正極附近溶液的pH增大（填“增大”、“減小”或“不變”）
（3）比起直接燃燒燃料產生電力，使用燃料電池有許多優點，其中主要有兩點：首先是燃料電池的能量化效率高，其次是污染少．

Answer 1

分析 該燃料電池中，電解質溶液呈堿性，通入甲醇的一極為負極，燃料失電子發生氧化反應，電極反應式為CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O，通入氧氣的電極為正極，電極反應式為O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，結合原電池的工作原理解答該題．

解答 解：（1）氧氣具有氧化性，通入空氣的一極為正極，發生還原反應，電極方程式為，負極發生氧化反應，電極方程式為，
故答案為：正；O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O；
（2）原電池工作時，陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，正極發生O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，則正極附近溶液的pH 增大，
故答案為：負；增大；
（3）燃料電池把化學能轉變成電能，對環境影響很小，燃料直接燃燒會對環境造成污染．故答案為：污染少．

點評 本題考查了化學電源新型電池，為高考常見題型，側重于學生的分析能力的考查，題目側重考查燃料電池的考查類型主要有電極反應式、電池反應式的書寫、正負極的判斷等，書寫電極反應式時注意：原料相同，若電解質溶液不同，電極反應式就不同．