Question

15．某固體酸燃料電池以CsHSO₄固體為電解質(zhì)傳遞H⁺，其基本結(jié)構(gòu)見如圖，電池總反應(yīng)可表示為：2H₂+O₂═2H₂O，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 電子通過(guò)外電路從b極流向a極
• B． b極上的電極反應(yīng)式為：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O
• C． 每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗1.12L的H₂
• D． H⁺由b極通過(guò)固體酸電解質(zhì)傳遞到a極

Answer 1

分析 根據(jù)電池總反應(yīng)：2H₂+O₂=2H₂O可知：通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)為H₂-2e^-═2H⁺，通入氧氣的一極為電池的正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路從負(fù)極流向正極，即從a極流向b極，電解質(zhì)中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即H⁺由a極通過(guò)固體酸電解質(zhì)傳遞到b極；每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗0.05mol的H₂，生成0.05mol水，以此解答該題．

解答 解：根據(jù)電池總反應(yīng)：2H₂+O₂=2H₂O可知：通入氫氣的一極為電池的負(fù)極，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)為H₂-2e^-═2H⁺，通入氧氣的一極為電池的正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路從負(fù)極流向正極，即從a極流向b極，電解質(zhì)中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即H⁺由a極通過(guò)固體酸電解質(zhì)傳遞到b極；每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗0.05mol的H₂，生成0.05mol水，
A．a(chǎn)為負(fù)極，b是正極，則電子應(yīng)該是通過(guò)外電路由a極流向b，故A錯(cuò)誤；
B．該電池為酸性電池，所以正極電極反應(yīng)為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故B正確；
C．每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，消耗0.05mol的H₂，但氣體存在的狀態(tài)未知，體積不一定為1.12 L，故C錯(cuò)誤；
D．原電池中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以H⁺由a極通過(guò)固體酸電解質(zhì)傳遞到b極，故D錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評(píng) 該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題．側(cè)重考查學(xué)生靈活運(yùn)用原電池原理解決實(shí)際問(wèn)題的能力．學(xué)習(xí)中要明確原電池電子以及離子的定向移動(dòng)問(wèn)題，要能正確判斷原電池的正負(fù)極，以及電極反應(yīng)式的書寫等問(wèn)題．