Question

（1）以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O₂和CO₂，負(fù)極通入丙烷，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽．電池反應(yīng)方程式為

 

；放電時(shí)，CO₃^2-移向電池的

 

 （填“正”或“負(fù)”）極．
（2）現(xiàn)用氫氧燃料電池進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)：
①請(qǐng)寫出氫氧燃料電池中的電極反應(yīng)式：
負(fù)極：

 

；正極：

 

．
②如圖裝置中，某一銅電極的質(zhì)量減輕了3.2g，則a極上消耗的O₂在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為

 

 L．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）燃料電池中，負(fù)極電極反應(yīng)式為C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O，正極反應(yīng)式為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng)；
（2）①堿性氫氧燃料電池中，負(fù)極上氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子；
②根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等進(jìn)行計(jì)算．

解答： 解：（1）燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極電極反應(yīng)式為C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O，正極反應(yīng)式為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，所以其電池反應(yīng)式為C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O，放電時(shí)，電解質(zhì)中陰離子碳酸根離子向負(fù)極移動(dòng)，
故答案為：C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O；負(fù)；
（2）①堿性氫氧燃料電池中，負(fù)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+4OH^--4e^-═4H₂O，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案為：2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
②串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等，消耗氧氣的體積=

3.2g 64g/mol ×2

4

×22.4L/mol=0.56L，
故答案為：0.56．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池原理，知道燃料電池中正負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子相等進(jìn)行計(jì)算，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，要結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書寫，題目難度中等．