Question

氫氧燃料電池是將H2通入負極，O2通入正極而發(fā)生電池反應(yīng)的，其能量轉(zhuǎn)換率高．

（1）若電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其正極反應(yīng)為 ，負極反應(yīng)為 ﹣ ；

（2）若電解質(zhì)溶液為硫酸，其正極反應(yīng)為 ，負極反應(yīng)為 ；若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子，可產(chǎn)生水的質(zhì)量為 g．

（3）若用氫氧燃料電池電解由NaCl和CuSO4組成的混合溶液，其中c（Na+）=3c（Cu2+）=0.3mol?L﹣1，取該混合液100mL用石墨做電極進行電解，通電一段時間后，在陰極收集到0.112L（標準狀況）氣體．此時氫氧燃料電池外電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為 ，消耗H2的質(zhì)量為 g．

 

Answer 1

：（1）O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣；2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O；

（2）O2+4e﹣+4H+=2H2O；2H2﹣4e﹣=4H+；18；

（3）0.03NA；0.03．

【解析】

試題分析：（1）氫氧燃料電池中，如果電解質(zhì)溶液為堿，則正極上氧氣得電子和水生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為：O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣，陰極上氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O，（2）氫氧燃料電池中，如果電解質(zhì)溶液為酸，則正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為：O2+4e﹣+4H+=2H2O，陰極上氫氣失電子生成氫離子，電極反應(yīng)式為：2H2﹣4e﹣=4H+，該反應(yīng)過程中，每轉(zhuǎn)移2mol電子，則生成1mol水，其質(zhì)量是18g，（3）用氫氧燃料電池電解NaCl和CuSO4組成的混合溶液時，陰極上先銅離子放電，后氫離子放電，c（Na+）=3c（Cu2+）=0.3mol?L﹣1，即混合溶液中銅離子的濃度是0.1mol/L，100mL混合溶液中n（Cu2+）=0.1mol/L×0.1L=0.01mol，析出0.01mol銅需要轉(zhuǎn)移0.02mol電子，陰極上生成氫氣需要轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量==0.01mol，串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，所以氫氧燃料電池外電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.03NA，則消耗氫氣的質(zhì)量=×2g/mol=0.03g，

考點：原電池和電解池的工作原理．.