Question

10．“神舟七号”成功登天标志着我国的航天事业进入了新的篇章．

（1）某空间站局部能量转化系统如图所示，其中燃料电池采用KOH溶液为电解液，燃料电池放电时的负极反应式为H₂-2e^-+2OH^-=H₂O．如果某段时间内氢氧储罐中共收集到33.6L（已折算成标况）气体，则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为2mol．
（2）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离出CO₂，还要求提供充足的O₂．某种电化学装置可实现转化2CO₂═2CO+O₂，CO可用作燃料．已知该反应的阳极反应式为4OH^--4e-═O₂↑+2H₂O，则阴极反应式为CO₂+2e^-+H₂O=CO+2OH^-．

Answer 1

分析 （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；根据生成气体和转移电子之间的关系式计算；
（2）该电解池中，阴极上二氧化碳得电子和水反应生成CO和氢氧根离子．

解答 解：（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H₂-2e^-+2OH^-=H₂O；电解水生成氢气和氧气的体积之比为2：1，则混合气体中生成氧气体积=$\frac{1}{3}×33.6L$=11.2L，转移电子物质的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}×4$=2mol；
故答案为：H₂-2e^-+2OH^-=H₂O；2；
（2）该电解池中，阴极上二氧化碳得电子和水反应生成CO和氢氧根离子，电极反应式为 CO₂+2e^-+H₂O=CO+2OH^-，
故答案为：CO₂+2e^-+H₂O=CO+2OH^-．

点评 本题以化学电源新型电池为载体考查电极反应式的书写，为高频考点，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，注意结合电解质溶液酸碱性书写电极反应式，题目难度不大．