Question

（1）被譽(yù)為改變未來(lái)世界的十大新科技之一的燃料電池具有無(wú)污染、無(wú)噪音、高效率的特點(diǎn)．如圖為氫氧燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極材料為疏松多孔石墨棒．當(dāng)氧氣和氫氣分別連續(xù)不斷地從正、負(fù)兩極通入燃料電池時(shí)，便可在閉合回路中不斷地產(chǎn)生電流．試回答下列問(wèn)題：
①圖中通過(guò)負(fù)載的電子流動(dòng)方向

向右

（填“向左”或“向右”）．
②寫(xiě)出氫氧燃料電池工作時(shí)電極反應(yīng)方程式
正極：

2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-

，
負(fù)極：

2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O

，
（2）在由銅片、鋅片和200ml稀硫酸組成的原電池中，若H₂只在銅片上產(chǎn)生，當(dāng)在銅片上放出4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的H₂時(shí)，硫酸恰好用完，則產(chǎn)生這些氣體消耗的鋅為

13

g，在導(dǎo)線上有

0.4

mol電子通過(guò)，原稀硫酸的物質(zhì)的量濃度是

1mol/L

．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)燃料電池的工作原理來(lái)判斷電子的流向；
②在燃料電池中，負(fù)極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，結(jié)合電解質(zhì)環(huán)境來(lái)書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式；
（2）根據(jù)氫氣和鋅的關(guān)系式計(jì)算消耗的鋅的質(zhì)量；根據(jù)氫氣和轉(zhuǎn)移電子的關(guān)系式計(jì)算轉(zhuǎn)移電子的量；根據(jù)氫氣和硫酸的關(guān)系式計(jì)算硫酸的物質(zhì)的量，再根據(jù)物質(zhì)的量濃度公式計(jì)算硫酸的物質(zhì)的量濃度；

解答：解：（1）①根據(jù)原電池工作原理，負(fù)極上失電子，電子從負(fù)極沿外電路流向正極，所以通過(guò)負(fù)載的電子流動(dòng)方向是向右．故答案為：向右；
②正極上氧氣得電子和水生成氫氧根離子，發(fā)生還原反應(yīng)，所以電極反應(yīng)式為2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；負(fù)極上失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水，所以電極反應(yīng)式為2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O；兩極上的電極反應(yīng)式相加得總反應(yīng)方程式，所以總反應(yīng)方程式為2H₂+O₂═2H₂O，故答案為：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O；
（2）解：Zn+H₂SO₄ =ZnSO₄ +H₂↑  
            65g          22.4L 
           13g          4.48L    
 （2）Zn+H₂SO₄ =ZnSO₄ +H₂↑    轉(zhuǎn)移電子
                     22.4L    2 mol
                     4.48L    0.4mol        
故答案為0.3；       
（3）Zn+H₂SO₄ =ZnSO₄ +H₂↑
        1mol        22.4L    
        0.2mol      4.48L         
 溶液中硫酸的物質(zhì)的量為0.2mol；            
所以稀硫酸的物質(zhì)的量濃度C=

n

V

=

0.2mol

0.2L

=1mol/L
故答案為：13、0.4、1mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生原電池的工作原理并以原電池為載體考查了反應(yīng)方程式的有關(guān)計(jì)算，正確找出各物質(zhì)間的關(guān)系是解本題的關(guān)鍵，該題綜合性強(qiáng)，難度大．