Question

16．按要求書寫相應(yīng)的方程式：
（1）直接甲醇燃料電池結(jié)構(gòu)如（1）圖所示．其工作時負(fù)極電極反應(yīng)式可表示為CH₄O+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺

（2）NaBH₄/H₂O₂燃料電池是一種有廣泛前景的汽車能源，結(jié)構(gòu)如（2）圖所示．電池工作時，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)可表示為BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O．正極反應(yīng)方程式表示為H₂O₂+2e^-=2OH^-．
（3）以NO₂、O₂、熔融NaNO₃組成的燃料電池裝置如（3）圖所示，在使用過程中石墨I(xiàn)電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，則正極反應(yīng)可表示為NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅．負(fù)極反應(yīng)可表示為2N₂O₅+O₂+4e^-=4NO₃^-．

Answer 1

分析 （1）燃料電池的負(fù)極上是燃料是電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)電解質(zhì)環(huán)境書寫電極反應(yīng)式；
（2）NaBH₄/H₂O₂燃料電池的負(fù)極是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，由此書寫電極反應(yīng)式；
（3）燃料原電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；先根據(jù)化合價判斷生成氧化物N₂O₅的電極，再根據(jù)離子的放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式，

解答 解：（1）醇酸性燃料電池中，負(fù)極上燃料甲醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在酸性電解質(zhì)環(huán)境下，電極反應(yīng)式為：CH₄O+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，故答案為：CH₄O+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺；
（2）NaBH₄/H₂O₂燃料電池的負(fù)極是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，正極過氧化氫得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：H₂O₂+2e^-=
2OH^-，故答案為：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O；H₂O₂+2e^-=2OH^-；
（3）以NO₂、O₂、熔融NaNO₃組成的燃料電池裝置如下圖所示，在使用過程中石墨I(xiàn)電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，二氧化氮在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價升高為+5價，氧化物為N₂O₅，反應(yīng)的電極反應(yīng)為：NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅；正極反應(yīng)式為：2N₂O₅+O₂+4e^-=4NO₃^-，
故答案為：NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅；2N₂O₅+O₂+4e^-=4NO₃^-．

點評 本題考查了燃料電池，注意正負(fù)極的判斷、由化合價的變化推測電極產(chǎn)物等，側(cè)重于有關(guān)原理的應(yīng)用的考查，題目難度中等．