Question

【題目】被譽為改變未來世界的十大新科技之一的燃料電池具有無污染、無噪音、高效率的特點。如圖為氫氧燃料電池的結構示意圖，回答下列問題：

(1)O2進入的電極為___極。

(2)電池工作時：溶液中的OH-向___（填“正極”或“負極”）遷移，通__（填“H2”或“O2”）一極的電勢較低。

(3)寫出電池工作時的負極反應式：___。

(4)若電池工作時轉移0.01mol電子，理論上消耗標準狀態下__mLO2。

(5)若將此燃料電池改成以CH4和O2為原料進行工作時，負極反應式為：__。

Answer 1

【答案】正 負 H2 H2-2e-+2OH-═2H2O 56 CH4+10OH-﹣8e-═+7H2O

【解析】

通常在原電池反應中，O2只能得電子，所以通O2的電極為正極，在堿性電解質溶液中，O2得電子的產物與溶液反應生成OH-，電極反應式為O2+4e-+2H2O==4OH-；通H2的電極為負極，H2失電子的產物與電解質溶液反應生成H2O，電極反應式為H2-2e-+2OH-==2H2O。

(1)由以上分析知，O2進入的電極為正極。答案為：正；

(2)電池工作時：陰離子向負極移動，則溶液中的OH-向負極遷移；在原電池中，負極的電勢較低，則通H2一極的電勢較低。答案為：負；H2；

(3)電池工作時，通H2的電極為負極，H2失電子的產物與電解質溶液反應生成H2O，電極反應式為H2-2e-+2OH-==2H2O。答案為：H2-2e-+2OH-═2H2O；

(4)在正極O2——4e-，若電池工作時轉移0.01mol電子，理論上消耗標準狀態下O2的體積為=56mL。答案為：56；

(5)若將此燃料電池改成以CH4和O2為原料進行工作時，負極為通CH4的電極，CH4失電子的產物與OH-反應生成和水，電極反應式為：CH4+10OH-﹣8e-═+7H2O。答案為：CH4+10OH-﹣8e-═+7H2O。