Question

15．硼氫化鈉（NaBH₄）是有機合成中的重要還原劑，最新研究發(fā)現(xiàn)，以NaBH₄和H₂O₂為原料，NaOH溶液作電解質(zhì)溶液，可以設(shè)計成全液流電池，其工作原理如圖所示，假設(shè)電池工作前左右兩槽溶液的體積各為1L，回答下列問題：
（1）電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O．
（2）電池工作時，Na⁺向的移動方向是從a極區(qū)移向b極區(qū)，常溫下當(dāng)左槽產(chǎn)生0.0125mol BO₂^-離子時，右槽NaOH溶液pH=13．

Answer 1

分析 以硼氫化合物NaBH₄（B元素的化合價為+3價）和H₂O₂作原料的燃料電池，電解質(zhì)溶液呈堿性，由工作原理裝置圖可知，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，正極H₂O₂發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子被還原生成OH^-，電極反應(yīng)式為H₂O₂+2e^-=2OH^-，結(jié)合原電池的工作原理和電子守恒以及pH的計算來解答．

解答 解：（1）根據(jù)圖示內(nèi)容，正極bH₂O₂發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子被還原生成OH^-，電極反應(yīng)式為H₂O₂+2e^-=2OH^-，負極a發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，故答案為：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O；
（2）原電池工作時，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，則Na⁺從a極區(qū)移向b極區(qū)，根據(jù)電極反應(yīng)：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，當(dāng)左槽產(chǎn)生0.0125mol BO₂^-離子時，轉(zhuǎn)移電子是0.1mol，此時根據(jù)正極上電極反應(yīng)H₂O₂+2e^-=2OH^-，則生成氫氧根離子的物質(zhì)的量是0.1mol，則氫氧根離子濃度是0.1mol/L，所以pH=13，
故答案為：從a極區(qū)移向b極區(qū)；13．

點評 本題考查原電池工作原理，涉及電極判斷與電極反應(yīng)式書寫等問題，做題時注意從氧化還原的角度判斷原電池的正負極以及電極方程式的書寫，本題中難點和易錯點為電極方程式的書寫．