Question

【題目】科學家預言，燃料電池將是21世紀獲得電能的重要途徑。近幾年開發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑作電極催化劑，電池中的質子交換膜只允許質子(就是H+)和水分子通過。其工作原理的示意圖如下，請回答下列問題：

（1）該裝置的能量轉化形式為________。

（2）Pt(a)電極是電池________（填“正”或“負”）極；

（3）電解液中的H+向_____（填“a”或“b”）極移動；

（4）如果該電池工作時消耗1 mol CH3OH，則電路中通過___ mol電子。

（5）比起直接燃燒燃料產生電力，使用燃料電池有許多優(yōu)點，其中主要有兩點：首先是燃料電池的能量轉化率高，其次是________。

Answer 1

【答案】化學能轉化為電能 負 b 6 對環(huán)境無污染

【解析】

該原電池中質子交換膜只允許質子和水分子通過，說明電解質溶液為酸性溶液，燃料電池中，通入燃料的電極為負極，負極上失電子發(fā)生氧化反應，電極反應為：CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+，通入氧氣的電極為正極，氧氣得到電子生成氫氧根離子，電極反應O2+4H++4e-═2H2O，據此解答。

(1)該裝置的能量轉化形式為原電池反應是化學能轉化為電能；

(2)Pt(a)電極甲醇通入失電子發(fā)生氧化反應，是電池負極；

(3)燃料電池中，通入燃料的電極Pt(a)為負極，負極上失電子發(fā)生氧化反應，通入氧氣的電極Pt(b)為正極，氧氣得到電子生成氫氧根離子，電解液中的H+向正極移動，即向b電極移動；

(4)通入燃料的電極為負極，負極上失電子發(fā)生氧化反應，電極反應為：CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+，電子守恒，該電池工作時消耗1 mol CH3OH，則電路中通過6mol電子；

(5)燃料電池的能量轉化率高，甲醇反應產物為CO2和H2O，對環(huán)境無污染。