燃料电池练习题(带答案)
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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(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( )
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 -
CH4+2O2+2OH-===CO2-3+3H2O
(3)CH4-8e-+4O2-===CO2+2H2O
2O2+8e-===4O2-CH4+2O2===CO2+2H2O
(4)CH4-8e-+4CO2-3===5CO2+2H2O
2O2+8e-+4CO2===4CO2-3
CH4+2O2===CO2+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 -。电极A为负极,N2H4发生氧化反应:N2H4-4e-+4OH-===N2↑+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↑+4H2O。
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H2+CO+2CO2-3-4e-===3CO2+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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