Question

20．科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国己计划将甲醇燃料电池用于军事目的．一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在KOH电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气．
回答下列问题：（甲醉的结构简式为CH₃OH）
（1）空气通入正（填“正”或“负”）极，此电极的电极反应式是O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，另一个电极的电极反应式是CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O．
（2）溶液中的OH^-离子向负（填“正”或“负”）极移动：开始放电时，正极附近溶液的pH增大（填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先是燃料电池的能量化效率高，其次是污染少．

Answer 1

分析 该燃料电池中，电解质溶液呈碱性，通入甲醇的一极为负极，燃料失电子发生氧化反应，电极反应式为CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O，通入氧气的电极为正极，电极反应式为O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，结合原电池的工作原理解答该题．

解答 解：（1）氧气具有氧化性，通入空气的一极为正极，发生还原反应，电极方程式为，负极发生氧化反应，电极方程式为，
故答案为：正；O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-；CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O；
（2）原电池工作时，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，正极发生O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，则正极附近溶液的pH 增大，
故答案为：负；增大；
（3）燃料电池把化学能转变成电能，对环境影响很小，燃料直接燃烧会对环境造成污染．故答案为：污染少．

点评 本题考查了化学电源新型电池，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力的考查，题目侧重考查燃料电池的考查类型主要有电极反应式、电池反应式的书写、正负极的判断等，书写电极反应式时注意：原料相同，若电解质溶液不同，电极反应式就不同．