Question

10．氢氧燃料电池已用于航天飞机．如图为氢氧燃料电池构造示意图，其中A、B为气体进口，C₁、C₂均为石墨电极，电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液．
（1）下列叙述正确的是：C
A．H₂从B口进入电池
B．该燃料电池的能量转化率可达100%
C．每生成18g水，导线中电子转移2mol
D．使用该燃料电池时，H⁺向C₁电极移动
（2）C₁为电池的负极，通入气体A是H₂；
（3）C₂电极反应式是：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；
（4）该电池供电时总反应式是：2H₂+O₂═2H₂O．

Answer 1

分析 燃料电池中，失电子的极是负极，氢氧燃料电池中通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，碱性溶液中负极反应为2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O，正极反应为O₂-4e^-+2H₂O=4OH^-，电池总反应为2H₂+O₂=2H₂O，据此分析．

解答 解：（1）A、在该燃料电池中，根据电子的转移方向可以确定失电子的极C₁是负极，氢氧燃料电池中通入氢气的一极为原电池的负极，所以该极上通入氢气，故A错误；
B、在燃料电池中，化学能转化为电能，除此之外还有其他形式的能如热能的产生，故B错误；
C、电池总反应为2H₂+O₂=2H₂O，只要生成36g的水，就会有4mol的电子转移，所以每生成18g水，导线中电子转移2mol，故C正确；
D、在原电池中，电解质溶液中的阳离子移向正极，即H⁺向C₂电极移动，故D错误．
故选C；
（2）根据电子的转移方向可以确定失电子的极C₁是负极，氢氧燃料电池中通入氢气的一极为原电池的负极，则通入气体A是氢气，故答案为：负；H₂；
（3）根据电子的转移方向可以确定得电子的极C₂是正极，反应为：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；故答案为：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；
（4）碱性溶液中负极反应为2H₂-4e^-+4OH^-=2H₂O，正极反应为O₂-4e^-+2H₂O=4OH^-，电池总反应为2H₂+O₂=2H₂O，故答案为：2H₂+O₂═2H₂O．

点评 本题考查氢氧燃料电池的工作原理，题目难度不大，注意电解质溶液的酸碱性不同，电极反应不同，此为易错点．