Question

NaBH₄/H₂O₂燃料电池（DBFC）的结构如图所示，回答下列问题：

（1）电极B材料中包含MnO₂层，其中最有可能的作用是

 

．
（2）电池负极的电极反应为

 

，当电池工作时，负极的碱性

 

（填“增强”或“减弱”）．
（3）电池工作时，Na⁺向

 

（填“正”或“负”）极区迁移．
（4）在电池反应中，每消耗1L 6mol?L^-1 H₂O₂溶液，理论上流过电路中的电子为

 

个．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：以硼氢化合物NaBH₄（B元素的化合价为+3价）和H₂O₂作原料的燃料电池，电解质溶液呈碱性，由工作原理装置图可知，负极发生氧化反应，电极反应式为BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，正极H₂O₂发生还原反应，得到电子被还原生成OH^-，电极反应式为H₂O₂+2e^-=2OH^-，结合原电池的工作原理和解答该题．

解答： 解：（1）电极B电极材料为MnO₂，H₂O₂在电极B上得电子发生还原反应，则MnO₂电极为正极，同时MnO₂是双氧水分解的催化剂，故答案为：双氧水分解的催化剂；
（2）负极发生氧化反应生成BO₂^-，电极反应式为BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，碱性减弱，故答案为：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O；减弱；
（3）原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则Na⁺向正极区迁移，故答案为：正；
（4）正极电极反应式为H₂O₂+2e^-=2OH^-，转移6mol电子时，消耗3molH₂O₂，则每消耗1L 6mol?L^-1 H₂O₂溶液即6molH₂O₂，理论上流过电路中的电子为12×6.02×10²³个；故答案为：12×6.02×10²³．

点评：本题考查原电池工作原理，涉及电极判断与电极反应式书写等问题，做题时注意从氧化还原的角度判断原电池的正负极以及电极方程式的书写，本题中难点和易错点为电极方程式的书写．