题目内容
以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点．（1）氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol?L-1的KOH溶液，电池反应为：4NH3+3O2=2N2+6H2O．该电池负极的电极反应式为
（2）用氨燃料电池电解CuSO4溶液，如右图所示，A、B均为铂电极，通电一段时间后，在A电极上有红色固体析出，则B电极上发生的电极反应式为
（3）纳米级氧化亚铜（Cu2O）是一种重要光电材料．现用铜棒和石墨做电极，饱和食盐水做电解质制备纳米级氧化亚铜（Cu2O），电解反应为2Cu+H2O
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考点：原电池和电解池的工作原理
专题：电化学专题
分析：（1）依据化学方程式分析氨气化合价变化，判断发生氧化反应的物质是氨气，原电池中在负极失电子，正极上氧气得到电子生成氢氧根离子；结合化学方程式和电子转移总数计算每消耗3.4g NH3转移的电子数；
（2）用氨燃料电池电解CuSO4溶液，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电；根据原子守恒计算氧气的体积；
（3）电化学法制备Cu2O时，阴极生成Cu2O，铜离子被还原，铜应为阳极，阳极生成铜离子，以补充铜离子．
（2）用氨燃料电池电解CuSO4溶液，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电；根据原子守恒计算氧气的体积；
（3）电化学法制备Cu2O时，阴极生成Cu2O，铜离子被还原，铜应为阳极，阳极生成铜离子，以补充铜离子．
解答：
解：（1）电池反应为：4NH3+3O2=2N2+6H2O．该电池负极是氨气失电子生成氮气，反应的电极反应式为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O，反应中2mol氨气反应电子转移6mol电子，每消耗3.4g NH3物质的量=
=0.1mol，转移的电子数为0.3NA；
故答案为：2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O；0.3NA；
（2）用氨燃料电池电解CuSO4溶液，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电而析出铜，阳极上电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，向溶液中加入8gCuO固体后可使溶液恢复到电解前的浓度，则阳极上析出氧气的质量等于氧化铜中氧原子的质量，根据原子守恒知，氧气的体积=
×22.4L/mol=1.12L；
故答案为：4OH--4e-=O2↑+2H2O；1.12；
（3）制备纳米氧化亚铜（Cu2O）时用铜棒和石墨做电极，饱和食盐水做电解质，电解反应为2Cu+H2O
Cu2O+H2↑，铜应为阳极，阳极铜失电子发生氧化反应生成氧化亚铜，电极反应为：2Cu-2e-+H2O=Cu2O+2H+；
故答案为：2Cu-2e-+H2O=Cu2O+2H+．
| 1.7g |
| 17g/mol |
故答案为：2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O；0.3NA；
（2）用氨燃料电池电解CuSO4溶液，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电而析出铜，阳极上电极反应式为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，向溶液中加入8gCuO固体后可使溶液恢复到电解前的浓度，则阳极上析出氧气的质量等于氧化铜中氧原子的质量，根据原子守恒知，氧气的体积=
| ||
| 32g/mol |
故答案为：4OH--4e-=O2↑+2H2O；1.12；
（3）制备纳米氧化亚铜（Cu2O）时用铜棒和石墨做电极，饱和食盐水做电解质，电解反应为2Cu+H2O
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故答案为：2Cu-2e-+H2O=Cu2O+2H+．
点评：本题考查原电池和电解池知识，侧重于学生的分析能力、计算能力和电化学知识的综合考查，为高考常见题型和高频考点，注意把握电极方程式的书写，题目难度中等．
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