Question

（1）今有H₂、O₂、KOH溶液構(gòu)成燃料電池，則正極通的氣體應(yīng)是

O₂

，負(fù)極電極反應(yīng)式為

H₂+2OH^--2e^-═2H₂O

．如把H₂改為CH₄，還是用KOH作導(dǎo)電解質(zhì)，則電極反應(yīng)式分別為正極：

O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-

、負(fù)極：

CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O

．
（2）
①某一資料中記載著可以用電解KI水溶液的方法進(jìn)行KIO₃的工業(yè)化生產(chǎn)的信息，總的電解反應(yīng)方程式為：KI+3H₂O=KIO₃+3H₂↑．椐此推測(cè)：陽(yáng)極反應(yīng)式是

I^--6e^-+3H₂O═IO^-₃+6H⁺

；陰極反應(yīng)式是

6H₂O+6e^-═3H₂↑+60H^-

．
②一位學(xué)生想用氫氧燃料電池來(lái)作電解KI水溶液進(jìn)行KIO₃的工業(yè)化生產(chǎn)的電源，工業(yè)生產(chǎn)1molKIO₃，理論上需提供標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O₂

33.6

L，H₂

0

L．

Answer 1

分析：（1）在堿性氫氧燃料電池中，通入氫氣的一極為負(fù)極，電極反應(yīng)為H₂-2e^-+2OH^-=H₂O，通入氧氣的一極為正極，電極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，如把H₂改為CH₄，還是用KOH作導(dǎo)電解質(zhì)，則通入甲烷的一極為負(fù)極，電極反應(yīng)為CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，通入氧氣的一極為正極，電極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
（2）①根據(jù)電解總反應(yīng)判斷陰陽(yáng)級(jí)發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，以此書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式；
②根據(jù)電極反應(yīng)和兩極上得失電子數(shù)目相等計(jì)算．

解答：解：（1）在堿性氫氧燃料電池中，通入氫氣的一極為負(fù)極，電極反應(yīng)為H₂-2e^-+2OH^-=H₂O，通入氧氣的一極為正極，電極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，如把H₂改為CH₄，還是用KOH作導(dǎo)電解質(zhì)，則通入甲烷的一極為負(fù)極，電極反應(yīng)為CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，通入氧氣的一極為正極，電極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案為：O₂；H₂+2OH^--2e^-═2H₂O；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O；
（2）①總的電解反應(yīng)方程式為：KI+3H₂O=KIO₃+3H₂↑，在陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為I^--6e^-+3H₂O═IO^-₃+6H⁺，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為6H₂O+6e^-═3H₂↑+60H^-，
故答案為：I^--6e^-+3H₂O═IO^-₃+6H⁺；6H₂O+6e^-═3H₂↑+60H^-；
②工業(yè)生產(chǎn)1molKIO₃，需轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6mol，根據(jù)O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，需要O₂的物質(zhì)的量為1.5mol，
則體積為1.5mol×22.4L/mol=33.6L，
根據(jù)H₂-2e^-+2OH^-=H₂O，需要H₂的物質(zhì)的量為3mol，體積為3mol×22.4L/mol=67.2L，
而電解時(shí)陰極反應(yīng)為6H₂O+6e^-═3H₂↑+60H^-，
工業(yè)生產(chǎn)1molKIO₃，在陰極上生成H₂的物質(zhì)的量為3mol，體積為3mol×22.4L/mol=67.2L，
所以不需要另外補(bǔ)充氫氣，
故答案為：33.6； 0．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電化學(xué)知識(shí)，題目難度中等，注意本題易錯(cuò)點(diǎn)為氫氣的體積，注意電解池陰極生成氫氣，可作為原電池氫氣的來(lái)源．