Question

11．（1）某蓄电池的反应为NiO₂+Fe+2H₂O $?_{充电}^{放电}$Fe（OH）₂+Ni（OH）₂．
①该蓄电池充电时，发生还原反应的物质是Fe（OH）₂．
②放电时生成Fe（OH）₂的质量为18g，则外电路中转移的电子数是0.4mol．
（2）空间实验室的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池．如图为RFC工作原理示意图．
①电极a为阴极，电极c为正极．（填“正”或“负”或“阴”或“阳”）
②写出各电极的电极反应式：
a为2H⁺+2e^-=H₂↑或2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，
b为4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，
c为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，
d为H₂-2e^-=2H⁺．
③d极上发生氧化（填“氧化”或“还原”反应），当有0.1mol电子转移时，a极产生1.12L气体（标准状况下）

Answer 1

分析 （1）①充电时阴极上得电子发生还原反应；
②根据氢氧化亚铁和转移电子之间的关系式计算；
（2）依据图示ab电极是电解池的电极，由电源判断a为阴极产生的气体是氢气，b为阳极产生的气体是氧气；cd电极是原电池的正负极，c是正极，d是负极；电解池中的电极反应为：b电极为阳极失电子发生氧化反应：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；a电极为阴极得到电子发生还原反应：4H⁺+4e^-=2H₂↑；
原电池中是酸性溶液，电极反应为：d为负极失电子发生氧化反应：2H₂-4e^-=4H⁺；c电极为正极得到电子发生还原反应：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，以此解答该题．

解答 解：（1）①充电时，阴极上Fe（OH）₂得电子生成Fe而发生还原反应，故答案为：Fe（OH）₂；
②转移电子物质的量=$\frac{18g}{90g/mol}$（2-0）=0.4mol，
故答案为：0.4；
（2）依据图示ab电极是电解池的电极，由电源判断a为阴极产生的气体是氢气，b为阳极产生的气体是氧气；cd电极是原电池的正负极，c是正极，d是负极；电解池中的电极反应为：b电极为阳极失电子发生氧化反应：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；a电极为阴极得到电子发生还原反应：4H⁺+4e^-=2H₂↑；
原电池中是酸性溶液，电极反应为：d为负极失电子发生氧化反应：2H₂-4e^-=4H⁺；c电极为正极得到电子发生还原反应：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，
①电极a为阴极，电极c为正极，故答案为：阴；正；
②a电极反应式：2H⁺+2e^-=H₂↑或2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑或2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；
b电极反应式：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，故答案为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O或2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺；
c电极反应式：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，故答案为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
d电极反应式：H₂-2e^-=2H⁺，故答案为：H₂-2e^-=2H⁺；
③d极上发生氧化反应，当有0.1mol电子转移时，a极产生0.05mol的氢气，体积为：1.12L，故答案为：氧化；1.12．

点评 本题考查了化学电源新型电池，主要考查原电池和电解池的工作原理，电极判断，电极反应，关键是原电池中电解质溶液是酸性环境，注意电极书写．