Question

15．氢氧燃料电池，已在美国阿波罗宇宙飞船中使用．其构造如下图所示，两个电极均由多孔性炭制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电．
（1）a是负极，电极反应式为H₂+2OH^--2e^-=2H₂O
（2）b是正极，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-
（3）已知每生成1mol的液态水放出 286kJ的热量．又知该电池发1度电能生成350g的水，则该电池的能量转化率为64.7%．

Answer 1

分析 氢氧碱性燃料电池，负极发生氧化反应，氢气在负极放电，a为负极，电极反应式为H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，正极发生还原反应，氧气在正极放电，b为正极，电极反应式O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，计算生成350g的水放出的热量，根据该电池的能量转化率等于实际产生的热量和理论产生热量的比值，据此计算回答．

解答 解：（1）氢氧碱性燃料电池，通燃料的电极a是负极，发生氧化反应，氢气在负极放电电极反应式为H₂+2OH^--2e^-=2H₂O，故答案为：H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；
（2）氢氧碱性燃料电池，通氧气的电极b是正极，正极发生还原反应，电极反应式O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（3）1度电=1kW•h=3600kJ，则电池生成350gH₂O可发出能量3600kJ，则生成1mol水放出的能量为$\frac{\frac{3600}{350}}{18}$=185kJ，则电池的能量转化率为$\frac{185}{286}$×100%=64.7%，故答案为：64.7%．

点评 本题考查学生燃料电池的工作原理以及应用知识，属于综合知识的考查，难度不大．