Question

16．按要求书写相应的方程式：
（1）直接甲醇燃料电池结构如（1）图所示．其工作时负极电极反应式可表示为CH₄O+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺

（2）NaBH₄/H₂O₂燃料电池是一种有广泛前景的汽车能源，结构如（2）图所示．电池工作时，负极发生的电极反应可表示为BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O．正极反应方程式表示为H₂O₂+2e^-=2OH^-．
（3）以NO₂、O₂、熔融NaNO₃组成的燃料电池装置如（3）图所示，在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，则正极反应可表示为NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅．负极反应可表示为2N₂O₅+O₂+4e^-=4NO₃^-．

Answer 1

分析 （1）燃料电池的负极上是燃料是电子的氧化反应，根据电解质环境书写电极反应式；
（2）NaBH₄/H₂O₂燃料电池的负极是燃料发生失电子的氧化反应，正极发生还原反应，由此书写电极反应式；
（3）燃料原电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应；先根据化合价判断生成氧化物N₂O₅的电极，再根据离子的放电顺序写出电极反应式，

解答 解：（1）醇酸性燃料电池中，负极上燃料甲醇失电子发生氧化反应，在酸性电解质环境下，电极反应式为：CH₄O+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，故答案为：CH₄O+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺；
（2）NaBH₄/H₂O₂燃料电池的负极是燃料发生失电子的氧化反应，即BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，正极过氧化氢得电子发生还原反应，电极反应式为：H₂O₂+2e^-=
2OH^-，故答案为：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O；H₂O₂+2e^-=2OH^-；
（3）以NO₂、O₂、熔融NaNO₃组成的燃料电池装置如下图所示，在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，二氧化氮在负极失电子发生氧化反应，元素化合价升高为+5价，氧化物为N₂O₅，反应的电极反应为：NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅；正极反应式为：2N₂O₅+O₂+4e^-=4NO₃^-，
故答案为：NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅；2N₂O₅+O₂+4e^-=4NO₃^-．

点评 本题考查了燃料电池，注意正负极的判断、由化合价的变化推测电极产物等，侧重于有关原理的应用的考查，题目难度中等．