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：______________________________________________________________。

(4)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(N2H4)-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()

A ．反应CH 4＋H 2O=====催化剂△

3H 2＋CO ，每消耗1 mol CH 4转移12 mol 电子 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 2－3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 2－3

燃料电池练习题答案

1.答案：(1)CH 4－8e －＋2H 2O===CO 2＋8H ＋

2O 2＋8e －＋8H ＋===4H 2O

CH 4＋2O 2===CO 2＋2H 2O

(2)CH 4－8e －＋10OH －===CO 2－3＋7H 2O

2O 2＋8e －＋4H 2O===8OH －

CH 4＋2O 2＋2OH －===CO 2－3＋3H 2O

(3)CH 4－8e －＋4O 2－===CO 2＋2H 2O

2O 2＋8e －===4O 2－ CH 4＋2O 2===CO 2＋2H 2O

(4)CH 4－8e －＋4CO 2－3===5CO 2＋2H 2O

2O 2＋8e －＋4CO 2===4CO 2－3

CH 4＋2O 2===CO 2＋2H 2O

2.燃料N 2H 4在负极放电，则H 2O 2在正极(B 极)上发生还原反应：H 2O 2＋2e －===2OH －。电极A 为负极，N 2H 4发生氧化反应：N 2H 4－4e －＋4OH －===N 2↑＋4H 2O ，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，O 2在正极反应，故负极是肼发生反应：N 2H 4－4e －＋4OH －===N 2↑＋4H 2O 。

4.解析：选D 。A 选项，甲烷中的C 为－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H 2＋CO ＋2CO 2－3－4e －===3CO 2＋H 2O ，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。