Question

【题目】“神舟七号”成功登天标志着我国的航天事业进入了新的篇章。

（1）某空间站局部能量转化系统如下图所示，其中燃料电池采用KOH溶液为电解液，燃料电池放电时的负极反应式为___________________________________。如果某段时间内氢氧储罐中共收集到33.6 L(已折算成标况)气体，则该段时间内水电解系统中转移电子的物质 的量为_________mol。

（2）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离出CO2，还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现转化2CO2 =2CO＋O2，CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，则阴极反应式为________________________。

Answer 1

【答案】H2－2e－＋2OH－=H2O 2 CO2＋2e－＋H2O = CO＋2OH－

【解析】

（1）根据空间站能量转化系统局部示意图可知，向日面时发生水的分解反应，背日面时发生氢气和氧气生成水的电池反应；

（2）由题意可知，该装置为电解池，碱性条件下，阴极上二氧化碳得电子发生还原反应生成CO。

（1）碱性氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子发生氧化反应生成水，电极反应式为H2-2e-+2OH-=H2O；电解水生成氢气和氧气的体积之比为2：1，则混合气体中生成氧气体积为×33.6L=11.2L，转移电子物质的量为×4=2mol；故答案为：H2-2e-+2OH-=H2O；2；

（2）由题意可知，该装置为电解池，碱性条件下，阴极上二氧化碳得电子发生还原反应生成CO，电极反应式为 CO2+2e-+H2O=CO+2OH-，故答案为：CO2+2e-+H2O=CO+2OH-。