《燃料电池电极反应式的书写巩固练习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《燃料电池电极反应式的书写巩固练习（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、燃料电池电极反应式的书写巩固练习1、电解质为酸性电解质溶液例1、科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计 划将甲醇燃料用于军事目的。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂， 在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。试回答下列问题：这种电池放电时发生的化学反应方程式是。此电池的正极发生的电极反应是；负极发 生的电极反应是。电解液中的H+离子向 极移动；向外电路释放电子的电极是。比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点： 首先是燃料电池的能量转化率高，其次是。【参考答案】(1)2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O正极 3O
2、2+ 12H+12e-=6H2O；负极 2CH3OH+2H2。一 12e-=2CO2 t +12H+正；负对空气的污染较小【答案解析】因燃料电池电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，又且其 电解质溶液为稀硫酸，所以该电池反应方程式是2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。按 上述燃料电池正极反应式的书写方法1知，在稀硫酸中，其正极反应式为：3O2 + 12H+12e-=6H2O,然后在电子守恒的基础上利用总反应式减去正极反应式即 得负极反应式为：2CH3OH+2H2O12e-=2CO2 t+12H+。由原电池原理知负极失 电子后经导线转移到正极，所以正极上富集电子，根据电性关系知阳离子向
3、正极 移动，阴离子向负极移动。故H+离子向正极移动，向外电路释放电子的电极是 负极。2、电解质为碱性电解质溶液例2、甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH溶液，下列关于甲烷燃料电池的 说法不正确的是()A、负极反应式为 CH4+10OH- 8e-=CO32-+7H2OB、正极反应式为O2+2H2O +4e-=4OH-C、随着不断放电，电解质溶液碱性不变D、甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大 【参考答案】C【答案解析】因甲烷燃料电池的电解质为KOH溶液，生成的CO2还要与KOH 反应生成K2CO3，故该电池发生的反应方程式是CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。 从总反应式可以
4、看出，要消耗OH-，故电解质溶液的碱性减小，C错。按上述燃 料电池正极反应式的书写方法2知，在KOH溶液中，其正极反应式为：O2+2H2O +4e-=4OH-。通入甲烷的一极为负极，其电极反应式可利用总反应式减去正极反 应式为CH4+10OH- 8e-=CO32-+7H2O。选项A、B均正确。根据能量转化规律， 燃烧时产生的热能是不可能全部转化为功的，能量利用率不高，而电能转化为功 的效率要大的多，D项正确。故符合题意的是C。3、电解质为熔融碳酸盐例3、某燃料电池以熔融的K2CO3 （其中不含O2-和HCO3-）为电解质，以 丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为
5、电 极。试回答下列问题：写出该燃料电池的化学反应方程式。写出该燃料电池的电极反应式。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此， 必须在通入的空气中加入一种物质，加入的物质是什么，它从哪里来？【参考答案】 2C4H10+13O2=8CO2+10H2O正极：O +2CO +4e-=2CO 2-，负极：2C4Hm+26CO- 52e=34CO+10H?OAA。_L )。AACO2从负极反应产物中来 【答案解析】由于电解质为熔融的K2CO3，且不含O2-和hco3-，生成的CO2不 会与CO32-反应生成hco3-的，故该燃料电池的总反应式为： 2C4H10+13O2=8CO2
6、+10H2O。按上述燃料电池正极反应式的书写方法3知，在熔 融碳酸盐环境中，其正极反应式为O2+2CO2 +4e-=2CO32-。通入丁烷的一极为负极，其电极反应式可利用总反应式减去正极反应式求得，应为2C4H10+26CO32- 52e-=34CO2+10H2O。从上述电极反应式可看出，要使该电池的电解质组成保 持稳定，在通入的空气中应加入。02,它从负极反应产物中来。4、电解质为固体氧化物例4、一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是 掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导02-。下列对该燃 料电池说法正确的是( )A. 在熔融电解质中，02
7、-由负极移向正极B. 电池的总反应是：2C4H10+13O2 t 8CO2+10H2OC. 通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+4e-=2O2-D. 通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2O【参考答案】B、C【答案解析】本题以丁烷燃料电池为载体综合考查了原电池原理涉及的有关“电 子流向、电极反应式、总反应式”等内容，因正极上富集电子，根据电性关系， O2-不可能移向正极，A错。由丁烷的燃烧反应及电解质的特性知该电池的总反 应式为2C4H10+13O2 t 8CO2+10H2O, B正确。按上述燃料电池正极反应式的 书写方法5知，在熔融状态下允许O2-在其间通过，故其正极反应式为O2 + 4e-=2O2-，C正确。通入丁烷的一极应为负极，D错。故符合题意的是B、C。
