Question

（1）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐．电池反应方程式为

 

；放电时，CO₃^2-移向电池的

 

 （填“正”或“负”）极．
（2）现用氢氧燃料电池进行如图所示实验：
①请写出氢氧燃料电池中的电极反应式：
负极：

 

；正极：

 

．
②如图装置中，某一铜电极的质量减轻了3.2g，则a极上消耗的O₂在标准状况下体积为

 

 L．

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：（1）燃料电池中，负极电极反应式为C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O，正极反应式为：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，电解质溶液中阴离子向负极移动；
（2）①碱性氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子；
②根据转移电子相等进行计算．

解答： 解：（1）燃料电池中，负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应，负极电极反应式为C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O，正极反应式为：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，所以其电池反应式为C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O，放电时，电解质中阴离子碳酸根离子向负极移动，
故答案为：C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O；负；
（2）①碱性氢氧燃料电池中，负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案为：2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
②串联电路中转移电子相等，消耗氧气的体积=

3.2g 64g/mol ×2

4

×22.4L/mol=0.56L，
故答案为：0.56．

点评：本题考查了原电池原理，知道燃料电池中正负极上发生反应的物质是解本题关键，再结合转移电子相等进行计算，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液酸碱性书写，题目难度中等．