Question

15．氫氧燃料電池，已在美國阿波羅宇宙飛船中使用．其構造如下圖所示，兩個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是負極，電極反應式為H₂+2OH^--2e^-=2H₂O
（2）b是正極，電極反應式為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，則該電池的能量轉化率為64.7%．

Answer 1

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

解答 解：（1）氫氧堿性燃料電池，通燃料的電極a是負極，發(fā)生氧化反應，氫氣在負極放電電極反應式為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，電極反應式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，則電池的能量轉化率為$\frac{185}{286}$×100%=64.7%，故答案為：64.7%．

點評 本題考查學生燃料電池的工作原理以及應用知識，屬于綜合知識的考查，難度不大．