Question

【題目】（1）圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，回答以下問題：

①下列敘述不正確的是___。

A.a電極是負(fù)極

B.b電極的電極反應(yīng)為：4OH--4e-=2H2O+O2↑

C.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源

D.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲(chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置

②若電解質(zhì)溶液為KOH溶液，則電極反應(yīng)式為：a極__，b極___。

（2）以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價(jià)為+3價(jià))和H2O2作原料的燃料電池，負(fù)極材料采用Pt/C，正極材料采用MnO2，可用作空軍通信衛(wèi)星電源，其工作原理如圖所示。回答下列問題：

①電池放電時(shí)Na+移動(dòng)方向是：__（填“從左向右”或“從右向左”）。

②電極b采用MnO2，MnO2的作用是__。

③該電池的負(fù)極反應(yīng)為：__。

④每消耗3molH2O2，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為__。

Answer 1

【答案】B 2H2-4e-+4OH-=4H2O O2+4e-+2H2O=4OH- 從左向右 催化作用或?qū)щ?/span> BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O 6NA

【解析】

(1)①在氫氧燃料電池中，氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，通入氫氣的電極是負(fù)極，即a為負(fù)價(jià)，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，通入氧氣的電極是正極，即b為正極；

②當(dāng)電解質(zhì)溶液是KOH時(shí)，負(fù)極上氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子；

(2)根據(jù)裝置圖可知，H2O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則b電極為正極，a電極為負(fù)極，負(fù)極上BH4-得電子和氫氧根離子反應(yīng)生成BO2-，結(jié)合原電池原理分析解答。

(1)①A. 在氫氧燃料電池中，H2失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，因此通入氫氣的a極為電源的負(fù)極，A選項(xiàng)正確；

B．在氫氧燃料電池中，通入O2的b極為原電池的正極，正極上O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性來確定其電極反應(yīng)式的書寫，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；

C．氫氧燃料電池的產(chǎn)物是水，環(huán)保無污染，是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源，C選項(xiàng)正確；

D．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲(chǔ)藏電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置，D選項(xiàng)正確；

故答案為：B。

②當(dāng)電解質(zhì)是堿溶液時(shí)，燃料氫氣失電子生成的H+在堿性溶液中不能穩(wěn)定存在，它和OH-反應(yīng)生成H2O，所以負(fù)極(a極)上發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H2-4e-+4OH-=4H2O，正極(b極)上O2得電子和水生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案為：2H2-4e-+4OH-=4H2O；O2+4e-+2H2O=4OH-；

(2)①在原電池中負(fù)極失去電子，正極得到電子，陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。b電極是雙氧水放電，因此b電極是正極，a電極是負(fù)極，則Na+從a極區(qū)移向b極區(qū)，即從左向右，故答案為：從左向右；

②MnO2除了作電極材料外，還可以對(duì)H2O2的還原反應(yīng)有催化作用，故答案為：催化作用或?qū)щ姡?/span>

③極發(fā)生氧化反應(yīng)生成BO2-，電極反應(yīng)式為BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，故答案為：BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O；

④正極電極反應(yīng)式為H2O2+2e-=2OH-，每消耗3molH2O2，轉(zhuǎn)移的電子為6mol，數(shù)目為6NA，故答案為：6NA。