Question

【題目】被譽(yù)為改變未來(lái)世界十大新科技之一的燃料電池具有無(wú)污染、無(wú)噪音、高效率的特點(diǎn)．如下圖為氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極材料為疏松多孔石墨棒．當(dāng)氧氣和氫氣分別連續(xù)不斷地從正、負(fù)兩極通入燃料電池時(shí)，便可在閉合回路中不斷地產(chǎn)生電流．試回答下列問(wèn)題：
（1）通入氫氣的一極為極．
（2）寫(xiě)出氫氧燃料電池工作時(shí)正極電極反應(yīng)方程式： ．
（3）該氫氧燃料電池每轉(zhuǎn)移0.3mol電子，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下L氧氣．
（4）若將此燃料電池改進(jìn)為直接以甲醇（CH3OH）和氧氣為原料進(jìn)行工作時(shí)，負(fù)極反應(yīng)式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）負(fù)極
（2）O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
（3）1.68
（4）CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣=CO32﹣+6H2O
【解析】解：（1）氫氧燃料電池中，通入燃料的電極是負(fù)極，即氫氣進(jìn)入的電極是負(fù)極，所以答案是：負(fù)極；（2）氫氧燃料電池中，電解質(zhì)溶液為堿，則正極上氧氣得電子和水生成氫氧根離子，則其電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ ， 所以答案是：O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣；（3）根據(jù)電極反應(yīng)O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣可知轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí)，消耗氧氣1mol，則每轉(zhuǎn)移0.3mol電子消耗的氧氣為： ×0.3mol=0.075mol，則V（O 2）=nVm=0.075mol×22.4L/mol=1.68L，所以答案是：1.68；（4）燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，堿性條件下，甲醇在負(fù)極燃燒生成的二氧化碳再與氫氧根離子結(jié)合生成碳酸根離子，其電極反應(yīng)式為：CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣=CO32﹣+6H2O，所以答案是：CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣=CO32﹣+6H2O．