Question

5．某固体燃料电池以CaHSO₄固体为电解质传递H⁺，其基本结构如图所示，电池总反应可表示为：2H₂+O₂=2H₂O，下列有关说法错误的是（　　）

• A． 电池工作时，化学能主要转化为电能
• B． b极上的电极反应式为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O
• C． 每转移0.4mol电子，生成3.6g水
• D． H⁺由b极通过固体酸电解质传递到a极

Answer 1

分析 根据电池总反应：2H₂+O₂=2H₂O可知：通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化还原反应，反应为H₂-2e^-═2H⁺，通入氧气的一极为电池的正极，发生氧化反应，反应为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，即从a极流向b极，电解质中阳离子向正极移动，即H⁺由a极通过固体酸电解质传递到b极；每转移0.1mol电子，消耗0.05mol的H₂，生成0.05mol水，据此进行解答．

解答 解：根据电池总反应：2H₂+O₂=2H₂O可知：通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，反应为H₂-2e^-=2H⁺；通入氧气的一极为电池的正极，发生还原反应，反应为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，即从a极流向b极，电解质中阳离子向正极移动，即H⁺由a极通过固体酸电解质传递到b极；每转移0.1mol电子，消耗0.05mol的H₂，生成0.05mol水．
A．该装置为燃料电池，原电池工作时将化学能转化成电能，故A正确；
B．该电池为酸性电池，所以正极电极反应为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故B正确；
C．每转移0.4 mol电子，生成0.2mol水，质量为：0.2mol×18g/mol=3.6g，故C正确；
D．原电池中，阳离子向正极移动，所以H⁺由a极通过固体酸电解质传递到b极，故D错误；
故选D．

点评 本题考查原电池工作原理，高考中的常见题型，属于中等难度的试题，侧重考查学生灵活运用原电池原理解决实际问题的能力，学习中要明确原电池电子以及离子的定向移动问题，要能正确判断原电池的正负极，以及电极反应式的书写等问题．