Question

（1）燃料电池已广泛应用于航空领域。如图是一种新型燃料电池装置，其总反应方程式为N₂H₄＋O₂＝N₂＋2H₂O，通入N₂H₄（肼）的一极是电池的_______（填“正极”或“负极”），该电极的电极反应式为_________________。放电过程中，溶液中的阳离子移向_______（填“正极”或“负极”）。

（2）在上述燃料电池中，若完全消耗16 g N₂H₄，则理论上外电路中转移电子的物质的量为________ mol，消耗氧气的体积为________ L（标准状况）。

（3）与传统火力发电相比，燃料电池的优点是_________、________。

Answer

负极 N2H4＋4OH――4e－＝N2＋4H2O 正极 2 11.2 高效（能量转化率高） 环境友好（排出物不污染环境）

【解析】（1）根据总反应方程式为N2H4＋O2＝N2＋2H2O可知肼是还原剂，氧气是氧化剂，因此通入N2H4（肼）的一极是电池的负极，电解质溶液显碱性，因此该电极的电极反应式为N2H4＋4OH――4e－＝N2＋4H2O。放电过程中，溶液中的阳离子移向正极。（2）16gN2H4是0.5mol，则理论上外电路中转移电子的物质的量为0.5mol×2＝2.0mol，消耗氧气的物质的量是2mol÷4＝0.5mol，在标准状况下的体积为11.2L。（3）与传统火力发电相比，燃料电池的优点是能量转化率高、排出物不污染环境，环境友好。