Question

20．科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將是21世紀(jì)獲得電力的重要途徑，美國(guó)己計(jì)劃將甲醇燃料電池用于軍事目的．一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在KOH電解液中直接加入純化后的甲醇，同時(shí)向一個(gè)電極通入空氣．
回答下列問(wèn)題：（甲醉的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃OH）
（1）空氣通入正（填“正”或“負(fù)”）極，此電極的電極反應(yīng)式是O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，另一個(gè)電極的電極反應(yīng)式是CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O．
（2）溶液中的OH^-離子向負(fù)（填“正”或“負(fù)”）極移動(dòng)：開始放電時(shí)，正極附近溶液的pH增大（填“增大”、“減小”或“不變”）
（3）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化效率高，其次是污染少．

Answer 1

分析 該燃料電池中，電解質(zhì)溶液呈堿性，通入甲醇的一極為負(fù)極，燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O，通入氧氣的電極為正極，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，結(jié)合原電池的工作原理解答該題．

解答 解：（1）氧氣具有氧化性，通入空氣的一極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為，
故答案為：正；O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O；
（2）原電池工作時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，正極發(fā)生O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，則正極附近溶液的pH 增大，
故答案為：負(fù)；增大；
（3）燃料電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能，對(duì)環(huán)境影響很小，燃料直接燃燒會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染．故答案為：污染少．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)電源新型電池，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，題目側(cè)重考查燃料電池的考查類型主要有電極反應(yīng)式、電池反應(yīng)式的書寫、正負(fù)極的判斷等，書寫電極反應(yīng)式時(shí)注意：原料相同，若電解質(zhì)溶液不同，電極反應(yīng)式就不同．