Question

16．按要求書寫相應的方程式：
（1）直接甲醇燃料電池結(jié)構如（1）圖所示．其工作時負極電極反應式可表示為CH₄O+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺

（2）NaBH₄/H₂O₂燃料電池是一種有廣泛前景的汽車能源，結(jié)構如（2）圖所示．電池工作時，負極發(fā)生的電極反應可表示為BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O．正極反應方程式表示為H₂O₂+2e^-=2OH^-．
（3）以NO₂、O₂、熔融NaNO₃組成的燃料電池裝置如（3）圖所示，在使用過程中石墨I電極反應生成一種氧化物Y，則正極反應可表示為NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅．負極反應可表示為2N₂O₅+O₂+4e^-=4NO₃^-．

Answer 1

分析 （1）燃料電池的負極上是燃料是電子的氧化反應，根據(jù)電解質(zhì)環(huán)境書寫電極反應式；
（2）NaBH₄/H₂O₂燃料電池的負極是燃料發(fā)生失電子的氧化反應，正極發(fā)生還原反應，由此書寫電極反應式；
（3）燃料原電池中，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應；先根據(jù)化合價判斷生成氧化物N₂O₅的電極，再根據(jù)離子的放電順序?qū)懗鲭姌O反應式，

解答 解：（1）醇酸性燃料電池中，負極上燃料甲醇失電子發(fā)生氧化反應，在酸性電解質(zhì)環(huán)境下，電極反應式為：CH₄O+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，故答案為：CH₄O+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺；
（2）NaBH₄/H₂O₂燃料電池的負極是燃料發(fā)生失電子的氧化反應，即BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，正極過氧化氫得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為：H₂O₂+2e^-=
2OH^-，故答案為：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O；H₂O₂+2e^-=2OH^-；
（3）以NO₂、O₂、熔融NaNO₃組成的燃料電池裝置如下圖所示，在使用過程中石墨I電極反應生成一種氧化物Y，二氧化氮在負極失電子發(fā)生氧化反應，元素化合價升高為+5價，氧化物為N₂O₅，反應的電極反應為：NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅；正極反應式為：2N₂O₅+O₂+4e^-=4NO₃^-，
故答案為：NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅；2N₂O₅+O₂+4e^-=4NO₃^-．

點評 本題考查了燃料電池，注意正負極的判斷、由化合價的變化推測電極產(chǎn)物等，側(cè)重于有關原理的應用的考查，題目難度中等．