Question

氫氧燃料電池是將H₂通入負(fù)極，O₂通入正極而發(fā)生電池反應(yīng)的，其能量轉(zhuǎn)換率高．
（1）若電解質(zhì)溶液為硫酸，其正極反應(yīng)為

 

_，若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子，可產(chǎn)生水的質(zhì)量為

 

g．
（2）若用氫氧燃料電池電解由NaCl和CuSO₄組成的混合溶液．
其中c（Na⁺）=3c（Cu²⁺）=0.3mol/L，取該混合液100mL用石墨做電極進(jìn)行電解，通電一段時(shí)間后，在陰極收集到0.112L（已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體．此時(shí)氫氧燃料電池外電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

mol．（不考慮電路中的其它損耗）．

Answer 1

分析：（1）若電解質(zhì)溶液是硫酸，正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水；根據(jù)水和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算；
（2）電解硫酸銅和氯化鈉混合溶液，陰極上先析出銅，然后氫離子放電生成氫氣，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量．

解答：解：（1）若電解質(zhì)溶液是硫酸，正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，電極反應(yīng)式為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子和水之間的關(guān)系式知，生成水的質(zhì)量=

2mol

4

×2×18g/mol=18g，
故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，18；
（2）電解硫酸銅和氯化鈉混合溶液時(shí)，陰極上銅離子先放電，然后氫離子放電生成氫氣，銅完全析出時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=

0.3mol

3

×0.1L×2=0.02mol，生成0.112L氫氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=

0.112L

22.4Lmol

×2=0.01mol，串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，所以氫氧燃料電池外電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.03mol，
故答案為：0.03．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電極反應(yīng)式的書寫、物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，注意電極反應(yīng)式的書寫要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性，如果燃料和氧化劑相同，電解質(zhì)溶液酸堿性不同，則電極反應(yīng)式不同，為易錯(cuò)點(diǎn)．