燃料电池是一种将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。氢氧燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应，而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式。燃烧会释放像、、气体和粉尘等污染物。如上所述，氢燃料电池只会产生水和热。氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏，某种氢氧燃料电池的内部结构如下图。

1. 燃料电池是一种将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。氢氧燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应，而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式。燃烧会释放像 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 气体和粉尘等污染物。如上所述，氢燃料电池只会产生水和热。氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏，某种氢氧燃料电池的内部结构如下图。

(1) 左侧为电池极，氢氧燃料电池工作时右侧通入的物质是(填化学式)。

(2) 氢氧燃料电池工作时涉及的能量转化形式有。

a．电能转化为化学能 b．化学能转化为电能

c．化学能转化为热能 d．太阳能转化为电能

(3) 已知左侧的电极反应是式为 $\text{[math]}$ ，则右侧的电极反应式为：，若每消耗5.6L $\text{[math]}$ (标准状况下的体积)，外电路转移电子数为。

(4) $\text{[math]}$ 溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，发生的反应为： $\text{[math]}$ ，若将此反应设计成原电池，电解质溶液为，当电路中转移0.2mol电子时，被腐蚀的负极反应物的质量为g。

【考点】

常见能量的转化及运用; 电极反应和电池反应方程式; 常见化学电源的种类及其工作原理; 原电池工作原理及应用;

【答案】

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填空题普通

1. （1）下列关于充电电池、干电池的叙述合理的是。

①干电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化

②锌锰干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器

③充电电池可以无限制地反复放电、充电

④充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行

（2）铅蓄电池中，正极材料为PbO₂ ，负极材料为Pb，放电时其负极反应式为。

（3）原电池在NaOH溶液介质中，铝为负极，其负极反应式为。

（4）航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和无污染等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式都为2H₂+O₂=2H₂O。

①酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是稀硫酸，其负极反应式为2H₂-4e^-=4H⁺ ，则其正极反应式为。

②碱式氢氧燃料电池的电解质溶液是KOH溶液，则其负极反应式为。

填空题普通

2. 航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、CO、 $\text{[math]}$ 等可燃物质与 $\text{[math]}$ 一起构成的电池装置，它可直接将化学能转化为电能，我国发射的“神舟”五号载人飞船是采用先进的甲烷电池为电能来源的，该电池以KOH溶液为电解质，其总反应的化学方程式为 $\text{[math]}$ 。

(1) 负极上的电极反应式为

(2) 消耗标准状况下的 $\text{[math]}$ 时，有mol电子发生转移。

(3) 298K时， $\text{[math]}$ 燃烧生成 $\text{[math]}$ 放热121kJ， $\text{[math]}$ 蒸发吸热44kJ， $\text{[math]}$ 的燃烧焓是。

填空题普通

3. 化学电池的发明，是贮能和供能技术的巨大进步。

(1) 1799年，意大利科学家伏打用含食盐水的湿抹布夹在铜和锌的圆形板中间，堆积成圆柱状，制造出世界上最早的电池——伏打电池。此电池的负极反应。

(2) 1859年，法国科学家普朗特发明了可充电的铅酸电池。汽车用铅蓄电池的结构如图1，放电时总反应为 $\text{[math]}$ 。放电时，正极的电极反应是，当外电路通过0.5mol电子时，理论上负极板的质量增加g。

(3) 1888年，锌锰干电池开始实现商品化。碱性锌锰电池是日常生活中消耗最大的电池，其结构如图2。已知电池放电之后的产物为 $\text{[math]}$ 和MnOOH，则电池放电的化学方程式为。

(4) 20世纪70年代，燃料电池以其高效率和低污染的优势逐渐成为研究热点。图3为甲烷电池的工作示意图，负极反应为。

(5) 1990年前后，锂离子电池被发明。锂离子电池总反应为 $\text{[math]}$ (x<1)。已知A为石墨 $\text{[math]}$ 电极，则下图所示是(填“充电”或“放电”)过程，B电极上的反应为。

填空题普通