Question

“神九”飞船的发射成功，标志着我国航天事业进入领先行业．
（1）燃料电池的发展和航天的需求密不可分．燃料电池不仅能量转换率高，而且以氢气和氧气为燃料的电池，电池反应生成的水还可供宇航员饮用．
①使用酸性电解质的氢氧燃料电池，负极的电极反应为

 

．
②美国的阿波罗登月飞船使用的是碱性氢氧燃料电池，正极的电极反应为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，负极的电极反应为

 

．
③如图是熔融碳酸盐燃料电池的工作原理示意图．已知负极的电极反应为：2H₂-4e^-+2CO₃^2-=2H₂O+2CO₂，正极的电极反应为

 

．
（2）太阳能电池也为航天飞船提供了方便的能源．在航天飞船内H₂O和O₂的循环中，借助太阳能电池，可以通过电解水提供O₂．若有4mol电子发生转移，则在阳极上得到气体的体积（标准状况）是

 

L．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理,电极反应和电池反应方程式

专题：电化学专题

分析：（1）①酸性介质中，氢氧燃料电池中负极上氢气失电子生成氢离子；
②碱性氢氧燃料电池中，负极上燃料失电子和氢氧根离子反应生成水；
③该原电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子；
（2）根据氧气和转移电子之间的关系式计算．

解答： 解：（1）①酸性介质中，氢氧燃料电池中负极上氢气失电子生成氢离子，电极反应式为H₂-2e^-=2H⁺，故答案为：H₂-2e^-=2H⁺；
②碱性氢氧燃料电池中，负极上燃料失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，故答案为：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；
③该原电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，故答案为：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-；
（2）2H₂O

电解  .

2H₂↑+O₂↑，阳极上生成氧气，根据氧气和转移电子之间的关系式知，若有4mol电子发生转移，则在阳极上得到气体的体积（标准状况）=

4mol

4

×22.4L/mol=22.4L，故答案为：22.4．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，涉及物质的量的计算、电极反应式的书写，所有的燃料电池中都是负极上燃料失电子、正极上氧化剂得电子，注意：酸性介质中不能生成氢氧根离子、碱性介质中不能生成氢离子，为易错点．