Question

15．某固体酸燃料电池以CsHSO₄固体为电解质传递H⁺，其基本结构如图所示：

（1）a极为电池的负极，b极发生的电极反应式为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O．
（2）该电池的总反应式为2H₂+O₂=2H₂O．
（3）当电路中通过0.1mol电子时，a极参加反应的H₂在标况下的体积为1.12L．

Answer 1

分析 根据图形可知，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，电池总反应：2H₂+O₂=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，以此解答该题．

解答 解：根据图形可知，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，电池总反应：2H₂+O₂=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，
（1）a为负极，b是正极，氧气得电子发生还原反应，电极反应为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故答案为：负；O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
（2）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，电池总反应：2H₂+O₂=2H₂O，故答案为：2H₂+O₂=2H₂O；
（3）a极反应为H₂-2e^-═2H⁺，每转移0.1mol电子，消耗0.05mol的H₂，在标况下的体积为1.12 L，故答案为：1.12．

点评 该题是高考中的常见题型，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．