燃料电池练习题(带答案).doc
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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(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CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol电子
B.电极A上H2参与的电极反应为H2+2OH--2e-===2H2O
C.电池工作时,CO向电极B移动
D.电极B上发生的电极反应为O2+2CO2+4e-===2CO
燃料电池练习题答案
1.答案:
(1)CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+
2O2+8e-+8H+===4H2O
CH4+2O2===CO2+2H2O
(2)CH4-8e-+10OH-===CO+7H2O
2O2+8e-+4H2O===8OH-
CH4+2O2+2OH-===CO+3H2O
(3)CH4-8e-+4O2-===CO2+2H2O
2O2+8e-===4O2- CH4+2O2===CO2+2H2O
(4)CH4-8e-+4CO===5CO2+2H2O
2O2+8e-+4CO2===4CO
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1mol甲烷失去6mol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+2CO-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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