Question

氢氧燃料电池是将H2通入负极，O2通入正极而发生电池反应的，其能量转换率高．

（1）若电解质溶液为KOH溶液，其正极反应为 ，负极反应为 ﹣ ；

（2）若电解质溶液为硫酸，其正极反应为 ，负极反应为 ；若反应过程中转移了2mol电子，可产生水的质量为 g．

（3）若用氢氧燃料电池电解由NaCl和CuSO4组成的混合溶液，其中c（Na+）=3c（Cu2+）=0.3mol?L﹣1，取该混合液100mL用石墨做电极进行电解，通电一段时间后，在阴极收集到0.112L（标准状况）气体．此时氢氧燃料电池外电路中转移电子数为 ，消耗H2的质量为 g．

 

Answer 1

：（1）O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣；2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O；

（2）O2+4e﹣+4H+=2H2O；2H2﹣4e﹣=4H+；18；

（3）0.03NA；0.03．

【解析】

试题分析：（1）氢氧燃料电池中，如果电解质溶液为碱，则正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子，电极反应式为：O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣，阴极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为2H2﹣4e﹣+4OH﹣=4H2O，（2）氢氧燃料电池中，如果电解质溶液为酸，则正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为：O2+4e﹣+4H+=2H2O，阴极上氢气失电子生成氢离子，电极反应式为：2H2﹣4e﹣=4H+，该反应过程中，每转移2mol电子，则生成1mol水，其质量是18g，（3）用氢氧燃料电池电解NaCl和CuSO4组成的混合溶液时，阴极上先铜离子放电，后氢离子放电，c（Na+）=3c（Cu2+）=0.3mol?L﹣1，即混合溶液中铜离子的浓度是0.1mol/L，100mL混合溶液中n（Cu2+）=0.1mol/L×0.1L=0.01mol，析出0.01mol铜需要转移0.02mol电子，阴极上生成氢气需要转移电子的物质的量==0.01mol，串联电路中转移电子数相等，所以氢氧燃料电池外电路中转移电子数为0.03NA，则消耗氢气的质量=×2g/mol=0.03g，

考点：原电池和电解池的工作原理．.