Question

化學(xué)電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置，包括一次電池、二次電池和燃料電池等幾大類．燃料電池是目前正在探索的一種新型電池，已經(jīng)使用的氫氧燃料電池的基本反應(yīng)是：X極：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-   Y極：2H₂+4OH^-=4H₂O+4e^-  請回答下列問題：
（1）X是

 

極；Y極發(fā)生

 

反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）
（2）該電池總反應(yīng)方程式為

 

（3）若反應(yīng)后的得到5.4g液態(tài)水，此時氫氧燃料電池轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為

 

．
（4）實驗室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水，若制得Cl₂0.30mol，電池內(nèi)至少消耗H₂SO₄

 

mol．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）原電池中，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，注意從化合價變化的角度判斷；
（2）在正負極轉(zhuǎn)移電子相等的情況下相加，就得到總的電極反應(yīng)式了；
（3）根據(jù)總的電極反應(yīng)式列出水的質(zhì)量與轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式；
（4）根據(jù)電解過程中電荷守恒找出氯氣和硫酸的關(guān)系式，根據(jù)氯氣計算硫酸的消耗量．

解答： 解：（1）x 極：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，該反應(yīng)中O₂得電子被還原，應(yīng)為原電池的正極反應(yīng)，則x為正極；y極：2H₂+4OH^-=4H₂O+4e^-，該反應(yīng)中H₂失電子被氧化，應(yīng)為原電池的負極反應(yīng)，發(fā)生氧化反應(yīng)；故答案為：正；氧化；   
（2）總的電極反應(yīng)式，是在兩極得失電子守恒的情況下相加，即2H₂+O₂═2H₂O，故答案為：2H₂+O₂═2H₂O；   
（3）設(shè)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為xmol，由總的電極反應(yīng)式可知：
  2H₂O～4e^-
  36g        4mol
  5.4g        xmol
則：

36g

5.4g

即x=0.6，故答案為：0.6N_A
（4）設(shè)生成0.30mol氯氣需轉(zhuǎn)移的電子為xmol．
2Cl^--2e^-=Cl₂↑
    2mol 1mol
    x    0.30mol
解得x=0.6mol，
設(shè)消耗硫酸的物質(zhì)的量為ymol，
放電時，鉛蓄電池的電池反應(yīng)式為：
PbO₂+Pb+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O 轉(zhuǎn)移電子
        2mol               2mol
         y                 0.6mol
y=0.6
所以消耗硫酸 0.6mol，
故答案為：0.6．

點評：本題考查電極反應(yīng)的判斷以及根據(jù)電子守恒計算，題目難度不大，解答本題可從化合價的變化的角度入手，把握電極反應(yīng)，應(yīng)用電路中電子守恒來計算．