Question

（1）熱電廠發電時的能量轉化途徑通常是“化學能→熱能→機械能→電能”，而燃料電池的能量轉化途徑為“

 

 能→

 

能”，因此燃料電池的能量轉化效率高．
（2）某同學在做電解水實驗后，觀察到繞成螺旋狀的兩鉑絲電極上附有大量氣泡，于是他將兩極接到電表上，發現“電表顯示電壓超過2V，且電壓逐漸下降”．對這個現象的合理解釋是

 

．
（3）如圖為固態氧化物燃料電池（SOFC）的原理示意圖．試寫出電極反應式：正極

 

，負極

 

；在導線中電子流動方向為a

 

b（用“→”或“←”表示）．該電池可選用的固態電解質為

 

（填字母）．
A．ZrO（氧化鋯）     B．NaOH      C．Na₂SO₄
此電池的工作溫度一般應為

 

（填字母）．
A．常溫   B．約100℃C．約1000℃
（4）在電池反應中，每消耗1mol氧氣，理論上能生成標準狀況下CO₂氣體

 

L．

Answer 1

考點：常見的能量轉化形式,原電池和電解池的工作原理

專題：化學反應中的能量變化

分析：（1）燃料電池中存在化學能；
（2）兩極附著的氫氣、氧氣形成燃料電池產生電流；
（3）負極失電子，正極得電子，電子由負極移向正極，氧化鋯有自由移動的O^2-；
（4）根據正負極電極反應式進行計算．

解答： 解：（1）燃料電池是將化學能轉化為電能，故答案為：化學；電；
（2）兩極附著的氫氣、氧氣形成燃料電池產生電流，隨著氣體消耗，電壓下降，故答案為：兩極附著的氫氣、氧氣形成燃料電池產生電流，隨著氣體被消耗，電壓下降；
（3）負極失電子：CO+O^2--2e^-=CO₂，正極得電子：O₂+4e^-=2O^2-，電子由負極移向正極，在導線中電子由a←b，氧化鋯有自由移動的O^2-，可做電解質，氧化鋯高溫下才發生電離，故答案為：O₂+4e^-=2O^2-；CO+O^2--2e^-=CO₂；←； A；C；
（4）正極反應式為O₂+4e^-=2O^2-，對比負極反應CO+O^2--2e^-=CO₂可知，消耗1mol氧氣生成2mol二氧化碳，標準狀況下體積是44.8L，故答案為：44.8．

點評：本題考查原電池反應（反應原理、電極方程式的書寫、離子的移動方向）和有關化學方程式的計算，難度不大，注意電解質的選擇方法．