题目
":0 __-|||-l3= __-|||-__-|||-KOH美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电．（1）a是 ____ 负极，电极反应式是 ____ 2H2-4e-+4OH-=4H2O（或H2-2e-+2OH-=2H2O）；b是 ____ 正极．电极反应式是 ____ O2+4e-+2H2O=4OH-．（2）飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供．若为飞行员提供了360kg的水，则电路中通过了 ____ 4×104mol的电子．
 美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，其构造如图所示：a、b两个电极均由多孔碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电．（1）a是 ____ 负 极，电极反应式是 ____ 2H2-4e-+4OH-=4H2O（或H2-2e-+2OH-=2H2O） ；b是 ____ 正 极．电极反应式是 ____ O2+4e-+2H2O=4OH- ．（2）飞船上宇航员的生活用水由燃料电池提供．若为飞行员提供了360kg的水，则电路中通过了 ____ 4×104 mol的电子． |
题目解答
答案
| 分析：（1）氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，通入氧气的一极为原电池的正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，原电池工作时，氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2=2H2O； （2）在2H2+O2=2H2O中，化合价升高值=化合价降低值=4，即当转移电子4mol时，会有2mol的水生成． |
| （1）氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，通入氧气的一极为原电池的正极，由于电解质溶液呈碱性，则负极电极反应式为2H2-4e-+4OH-=4H2O（或H2-2e-+2OH-=2H2O），正极电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：负；2H2-4e-+4OH-=4H2O（或H2-2e-+2OH-=2H2O）；正；O2+4e-+2H2O=4OH-； （2）氢氧燃料电池的总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式相同，生成物为水，即2H2+O2=2H2O，在2H2+O2=2H2O中，化合价升高值=化合价降低值=4，即当转移电子4mol时，会有2mol即36g的水生成，当为飞行员提供了360kg即2×104mol的水时，会转移电子4×104mol，故答案为：4×104． |
| 点评：本题考查原电池中的氢氧燃料电池的工作原理，题目难度不大，注意电极方程式的书写以及电解质溶液的酸碱性． |
解析
步骤 1：确定电极类型
在氢氧燃料电池中，氢气（H_2）在负极（a）发生氧化反应，氧气（O_2）在正极（b）发生还原反应。因此，a是负极，b是正极。
步骤 2：写出电极反应式
在碱性电解质中，负极（a）的电极反应式为：2H_2-4e^{-}+4OH^{-}=4H_2O（或H_2-2e^{-}+2OH^{-}=2H_2O）。
正极（b）的电极反应式为：O_2+4e^{-}+2H_2O=4OH^{-}。
步骤 3：计算电子转移量
根据氢氧燃料电池的总反应2H_2+O_2=2H_2O，每生成2mol水，转移4mol电子。因此，若生成360kg（即2×10^{4}mol）水，转移的电子量为4×10^{4}mol。
在氢氧燃料电池中，氢气（H_2）在负极（a）发生氧化反应，氧气（O_2）在正极（b）发生还原反应。因此，a是负极，b是正极。
步骤 2：写出电极反应式
在碱性电解质中，负极（a）的电极反应式为：2H_2-4e^{-}+4OH^{-}=4H_2O（或H_2-2e^{-}+2OH^{-}=2H_2O）。
正极（b）的电极反应式为：O_2+4e^{-}+2H_2O=4OH^{-}。
步骤 3：计算电子转移量
根据氢氧燃料电池的总反应2H_2+O_2=2H_2O，每生成2mol水，转移4mol电子。因此，若生成360kg（即2×10^{4}mol）水，转移的电子量为4×10^{4}mol。