Question

5．（1）燃料電池已廣泛應用于航空領(lǐng)域．如圖是一種新型燃料電池裝置，其總反應方程式為N₂H₄+O₂=N2+2H₂O，通入N₂H₄（肼）的一極是電池的負極（填“正極”或“負極”），該電極的電極反應式為N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O．放電過程中，溶液中的陽離子移向正極（填“正極”或“負極”）．
（2）在上述燃料電池中，若完全消耗16gN₂H₄，則理論上外電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol，消耗氧氣的體積為11.2L（標準狀況）．
（3）與傳統(tǒng)火力發(fā)電相比，燃料電池的優(yōu)點是能量轉(zhuǎn)化率高、排出物不污染環(huán)境．

Answer 1

分析 （1）在肼（N₂H₄）燃料電池中，通入燃料氣體N₂H₄為負極失電子發(fā)生氧化反應，陽離子移向正極；
（2）根據(jù)負極N₂H₄失電子發(fā)生的氧化反應及總反應計算；
（3）燃料電池的優(yōu)點是能量轉(zhuǎn)化率高并且排出物不污染環(huán)境．

解答 解：（1）在肼（N₂H₄）燃料電池中，通入燃料氣體N₂H₄為負極失電子發(fā)生氧化反應，反應式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，放電過程中，溶液中的陽離子移向正極，故答案為：負極；N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；正極；
（2）由負極反應式N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，則完全消耗16gN₂H₄，理論上外電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為$\frac{16g}{32g/mol}$×4=2mol，又總反應方程式為N₂H₄+O₂=N2+2H₂O，所以消耗氧氣的體積為$\frac{16g}{32g/mol}$×22.4L/mol=11.2L，故答案為：2；11.2；
（3）燃料電池的優(yōu)點是能量轉(zhuǎn)化率高并且排出物不污染環(huán)境，故答案為：能量轉(zhuǎn)化率高；排出物不污染環(huán)境．

點評 本題考查燃料電池，根據(jù)原電池原理及其方程式來分析計算解答即可，注意電極反應式的書寫要結(jié)合溶液的酸堿性，為易錯點．