Question

【题目】燃料电池是利用燃料（如H2、CO、CH4、CH3OH、NH3等）与O2反应从而将化学能转化为电能的装置。

（1）燃料电池(NaOH作电解质溶液)的正极电极反应式为__。

瑞典ASES公司设计的曾用于驱动潜艇的液氨液氧燃料电池示意图如图所示，有关说法不正确的是（________）

A.电池工作时，Na+向正极移动

B.电子由电2经外电路流向电极1

C.电极总应为4NH3+3O2=2N2+6H2O

D.电极2发生的电极反应为O2+4H++4e-=2H2O

（2）葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。

葡萄糖作为微生物燃料电池的___(填“正”或“负”)极。

微生物燃料电池___（填“能”或“不能”在高温下工作。

（3）CO无色无味有毒，世界各国每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一种CO分析仪的工作原理所示，该装置中电解质为氧化钇一氧化钠，其中O2可以在固体介质NASICON中自由移动。传感器中通过电极反应测定尾气中CO的含量越高，请回答：

电极反应式为___。

（4）PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含电解质Na2PbCl4溶液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。

电解时阴的电极反应式___。

其过程中通过阳离子交换膜的离子主要为___。

过程中，Na2 PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度向阴极室加___（填化学式)。

Answer 1

【答案】O2+2H2O+4e-=4OH- BD 负极 不能 CO2e+O2═CO2 PbCl42+2e-═Pb+4Cl H+ 继续向阴极区加PbO

【解析】

（1）燃料电池中燃料氢气在负极失电子发生氧化反应，氧气在正极上得到电子发生还原反应；液氨液氧燃料电池中，根据图示可知电极1上氨气转换为氮气，化合价升高，发生氧化反应，故电极1为负极，电极2为正极，燃料电池中，阳离子向正极移动，电子从负极移动到正极，在燃料电池的负极上发生燃料失电子的氧化反应，在正极上氧气发生得电子的还原反应；碱性条件下，电极2发生的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，碱性溶液中不应该出现H+；

（2）葡萄糖为燃料的微生物燃料电池，通氧气为生物燃料电池的正极；负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，在高温下，微生物会死亡，不能做微生物燃料电池；

（3）如图所示，反应本质是CO与氧气反应生成CO2，CO在a极发生氧化反应，故a为负极；b为正极，阴离子向负极移动，O2由电极b流向电极a，负极电极反应式为：CO2e+O2═CO2；

（4）根据电化学原理可知，阴极发生还原反应，则Na2PbCl2得到电子生成Pb，电极反应式为：PbCl42+2e-═Pb+4Cl，阳极发生氧化反应，溶液中的H2O放电生成氧气和氢离子，电极反应式为：2H2O4e═O2+4H+，质子交换膜可以允许氢离子向阳极移动，电解一段时间后，Na2PbCl2的浓度极大减小，为了恢复其浓度且实现物质的循环利用，根据少什么加什么的原则，溶液中减少了Pb和O，应该在阴极区加PbO，

（1）氧气在正极上得到电子发生还原反应；燃料电池(NaOH作电解质溶液)的正极电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，液氨液氧燃料电池中，根据图示可知电极1上氨气转换为氮气，化合价升高，发生氧化反应，故电极1为负极，电极2为正极，

A. 燃料电池中的阳离子向正极移动，电池工作时Na+向正极移动，故A正确；

B. 燃料电池中，电子是从负极流向正极，电子由电极1极经外电路流向电极2，故B错误；

C. 燃料电池的总反应是燃料燃烧的化学方程式电极总应为4NH3+3O2=2N2+6H2O，故C正确；

D. 在燃料电池的负极上发生燃料失电子的氧化反应，在正极上氧气发生得电子的还原反应；碱性条件下，电极2发生的电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，碱性溶液中不应该出现H+，故D错误；

故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；BD；

（2）葡萄糖为燃料的微生物燃料电池，通氧气为生物燃料电池的正极；负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，在高温下，微生物会死亡，不能做微生物燃料电池，

故答案为：负极；不能；

（3）本质是CO与氧气反应生成CO2，CO在a极发生氧化反应，故a为负极；b为正极，阴离子向负极移动，O2由电极b流向电极a，负极电极反应式为：CO2e+O2═CO2，

故答案为：CO2e+O2═CO2；

（4）根据电化学原理可知，阴极发生还原反应，则Na2PbCl2得到电子生成Pb，电极反应式为：PbCl42+2e-═Pb+4Cl，阳极发生氧化反应，溶液中的H2O放电生成氧气和氢离子，电极反应式为：2H2O4e═O2+4H+，质子交换膜可以允许氢离子向阳极移动，电解一段时间后，Na2PbCl2的浓度极大减小，为了恢复其浓度且实现物质的循环利用，根据少什么加什么的原则，溶液中减少了Pb和O，应该在阴极区加PbO，

故答案为：PbCl42+2e-═Pb+4Cl；H+；继续向阴极区加PbO。