燃料电池练习题(带答案)

燃料电池练习题（带答案）

1．以甲烷燃料电池为例来分析不同环境下电极反应式的书写。

（1）酸性介质（如 H2SO4）

负极：____________________________________________________________________ ；

正极：____________________________________________________________________ ；

总反应式：__________________________________________________________________ 。

（2）碱性介质（如 KOH）

负极：________________________________________________________________________ ；

正极：________________________________________________________________________ 总反应式：____________________________________________________________________ （3）固体电解质（高温下能传导 O2－）

负极：______________________________________________________________________ ；

正极：______________________________________________________________________ ；

总反应式：____________________________________________________________________ 。

⑷熔融碳酸盐（如熔融K2CO3）环境下

负极：________________________________________________________________________ 正极：________________________________________________________________________ 总反应式：____________________________________________________________________

2. ________________________________________________________ 肼-双氧水燃料电池由于其较高的能量密度而广受关注，其工作原理如图所示。请写出电池正极的电极反应式：，电池工作过程中，

A 极区溶液的 pH _________ （填“增大”“减小”或“不变”）。

3 •按要求写出电极反应式或总反应方程式。

肼（N 2H 4）-空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的电极反应式为

4• （2015高考江苏卷）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说

法正确的是（ ）

电战人 ◎凡一

\一

催 ift L 整

CJL+HiO

B. 电极 A 上H 2参与的电极反应为 H 2 + 2OH - -2e -___2H 2O

C. 电池工作时，CO 3-向电极B 移动

D. 电极B 上发生的电极反应为 O 2+ 2CO 2 + 4e -___2CO 2-

燃料电池练习题答案

1. 答案：(1)CH 4- 8e -

+ 2H 2O___CO 2 + 8H + 202 + 8e -

+ 8H + ___4H 2O

CH 4 + 2O 2___CO 2 + 2H 2O

(2)CH 4-8e - + 10OH -___CO 2- + 7H 2。 2O 2 + 8e - + 4H 2O___8OH -

CO ；-

111

A .反应 CH 4+ H 2O 催化== -3H 2+ CO ,每消耗1 mol CH 4转移12 mol 电子

CH 4＋2O 2＋2OH －===CO 23－＋3H2O

（3）CH 4－8e－＋4O 2－===CO 2＋2H 2O

2O2＋8e－===4O2－ CH 4＋2O2===CO 2＋2H2O

（4）CH 4－ 8e－＋4CO 23－===5CO 2＋ 2H2O

2O 2 ＋ 8e －＋ 4CO 2 ===4CO 32－

CH 4＋2O 2===CO 2＋2H2O

2. 燃料N2H4在负极放电，则 H2O2在正极（B极）上发生还原反应： H2O2+ 2e -===2OH 一。电极A 为负极，N2H4发生氧化反应：N2H4— 4e- + 4OH - ===N2 T+4H2O , A极区c（OH －）减小， pH 减小。

3. 解析：（1）肼-空气燃料电池是一种碱性电池，O2在正极反应，故负极是肼发生反应：

N2H4 —4e —+ 4OH — ===N2 T+4H2O。

4. 解析：选D。A选项，甲烷中的 C为一4价，一氧化碳中的 C为+ 2价，每个碳原子

失去 6 个电子，因此每消耗 1 mol 甲烷失去 6 mol 电子，所以错误； B 选项，熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与电极反应，电极反应式应为H2＋CO＋2CO23—— 4e—

===3CO 2 + H2O,所以错误；C选项，碳酸根离子应向负极移动，即向电极A移动，所以错误； D 选项，电极 B 上氧气得电子与二氧化碳反应生成碳酸根离子，所以正确。

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