Question

【题目】氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，其构造如图一所示：a、b两个电极均由多孔碳制成，通入的气体由孔隙中逸出，并在电极表面放电。

（1）a是________极，电极反应式是_______________________；b是________极．电极反应式是_______________________。

（2）该燃料电池生成了360 kg的水，则电路中通过了_____________mol的电子。

（3）用如图二所示电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：

①X电极的材料是________，电极反应式是___________________。

②Y电极的材料是______________，电极反应式是_____________________。(说明：杂质发生的电极反应不必写出)

Answer 1

【答案】 负极 2H2 + 4OH－- 4e－ = 4H2O 正极 O2 +2H2O+ 4e- = 4OH- 4×104 纯铜 Cu2＋＋2e－===Cu 粗铜 Cu－2e－===Cu2＋

【解析】(1)氢氧燃料电池中,通入氢气的一极为电源的负极,发生氧化反应,电极反应式为H2-2e+2OH-=2H2O,通入氧气的一极为原电池的正极,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。(2)在2H2+O2=2H2O中,化合价升高值=化合价降低值=4,即当转移电子4mol时,会有2mol的水生成。

(1)氢氧燃料电池中,通入氢气的一极为电源的负极,通入氧气的一极为原电池的正极,因为电解质溶液呈碱性,则负极电极反应式为H2-2e+2OH-=2H2O ,正极电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,因此答案是: 负极 2H2+4OH－-4e－=4H2O 正极 O2+2H2O+4e-=4OH-;
(2)氢氧燃料电池的总反应与氢气在氧气中燃烧的化学方程式相同,生成物为水,即H2-2e+2OH-=2H2O,在H2-2e+2OH-=2H2O中,化合价升高值=化合价降低值=4,即当转移电子4mol时,会有2mol即36g的水生成,当为飞行员提供了360 kg即2×104mol的水时,会转移电子4×104mol,因此，本题正确答案是: 4×104。

（2）①电解方法精炼粗铜，电解池的阴极X材料是纯铜，电极反应为：Cu2++2e-=Cu，因此，本题正确答案是：纯铜；Cu2++2e-=Cu。

②电解方法精炼粗铜，电解池的阳极材料是粗铜，电极反应为：Cu-2e-=Cu2+，因此，本题正确答案是：粗铜；Cu-2e-=Cu2+。