Question

15．氫氧燃料電池，已在美國(guó)阿波羅宇宙飛船中使用．其構(gòu)造如下圖所示，兩個(gè)電極均由多孔性炭制成，通入的氣體由孔隙中逸出，并在電極表面放電．
（1）a是負(fù)極，電極反應(yīng)式為H₂+2OH^--2e^-=2H₂O
（2）b是正極，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
（3）已知每生成1mol的液態(tài)水放出 286kJ的熱量．又知該電池發(fā)1度電能生成350g的水，則該電池的能量轉(zhuǎn)化率為64.7%．

Answer 1

分析 氫氧堿性燃料電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，氫氣在負(fù)極放電，a為負(fù)極，電極反應(yīng)式為H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，正極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣在正極放電，b為正極，電極反應(yīng)式O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，計(jì)算生成350g的水放出的熱量，根據(jù)該電池的能量轉(zhuǎn)化率等于實(shí)際產(chǎn)生的熱量和理論產(chǎn)生熱量的比值，據(jù)此計(jì)算回答．

解答 解：（1）氫氧堿性燃料電池，通燃料的電極a是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，氫氣在負(fù)極放電電極反應(yīng)式為H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，故答案為：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
（2）氫氧堿性燃料電池，通氧氣的電極b是正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）1度電=1kW•h=3600kJ，則電池生成350gH₂O可發(fā)出能量3600kJ，則生成1mol水放出的能量為$\frac{\frac{3600}{350}}{18}$=185kJ，則電池的能量轉(zhuǎn)化率為$\frac{185}{286}$×100%=64.7%，故答案為：64.7%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生燃料電池的工作原理以及應(yīng)用知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，難度不大．