Question

【題目】科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電能的重要途徑。近幾年開(kāi)發(fā)的甲醇燃料電池是采用鉑作電極催化劑，電池中的質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子(就是H+)和水分子通過(guò)。其工作原理的示意圖如下，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）該裝置的能量轉(zhuǎn)化形式為________。

（2）Pt(a)電極是電池________（填“正”或“負(fù)”）極；

（3）電解液中的H+向_____（填“a”或“b”）極移動(dòng)；

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

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

Answer 1

【答案】化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 負(fù) b 6 對(duì)環(huán)境無(wú)污染

【解析】

該原電池中質(zhì)子交換膜只允許質(zhì)子和水分子通過(guò)，說(shuō)明電解質(zhì)溶液為酸性溶液，燃料電池中，通入燃料的電極為負(fù)極，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)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(yīng)O2+4H++4e-═2H2O，據(jù)此解答。

(1)該裝置的能量轉(zhuǎn)化形式為原電池反應(yīng)是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；

(2)Pt(a)電極甲醇通入失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，是電池負(fù)極；

(3)燃料電池中，通入燃料的電極Pt(a)為負(fù)極，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，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(dòng)，即向b電極移動(dòng)；

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

(5)燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率高，甲醇反應(yīng)產(chǎn)物為CO2和H2O，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。