Question

【題目】被譽為改變未來世界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．當氧氣和氫氣分別連續(xù)不斷地從正、負兩極通入燃料電池時，便可在閉合回路中不斷地產(chǎn)生電流．試回答下列問題：
（1）通入氫氣的一極為極．
（2）寫出氫氧燃料電池工作時正極電極反應(yīng)方程式： ．
（3）該氫氧燃料電池每轉(zhuǎn)移0.3mol電子，消耗標準狀態(tài)下L氧氣．
（4）若將此燃料電池改進為直接以甲醇（CH3OH）和氧氣為原料進行工作時，負極反應(yīng)式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）負極
（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極，即氫氣進入的電極是負極，所以答案是：負極；（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，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，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，堿性條件下，甲醇在負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．