Question

【題目】燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。如圖為氫氧燃料電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，請回答：

（1）氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是___，在導(dǎo)線中電子流動方向?yàn)?/span>___(用a、b表示)。

（2）負(fù)極反應(yīng)式為___，正極反應(yīng)式為___。

（3）用該燃料電池作電源，用Pt作電極電解飽和食鹽水：

①寫出陰極的電極反應(yīng)式：___。

②寫出總反應(yīng)的離子方程式：___。

③當(dāng)陽極產(chǎn)生7.1gCl2時(shí)，燃料電池中消耗標(biāo)況下H2___L。

Answer 1

【答案】由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/span> 由a到b 2H2－4e-+4OH-=4H2O O2+4e-+2H2O=4OH- 2H2O+2e-=H2↑ +2OH-或2H+ +2e-=H2↑ Cl-＋2H2OH2↑+2OH－+Cl2↑ 2.24

【解析】

（1）原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，原電池放電時(shí)，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極；（2）負(fù)極上燃料失電子發(fā)生還原反應(yīng)，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子；

（3）用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)，陽極上氯離子放電，陰極上氫離子放電；

根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算消耗氫氣的物質(zhì)的量

(1)該裝置是把化學(xué)物質(zhì)中的能量轉(zhuǎn)化為電能，所以是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�；在原電池中，�?fù)極上失電子，正極上得電子，電子的流向是從負(fù)極流向正極，所以是 由a到b，

故答案為：由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�；�?/span>a到b；

(2)堿性環(huán)境中，該反應(yīng)中負(fù)極上氫氣失電子生成氫離子，電極反應(yīng)式為2H2－4e-+4OH-=4H2O，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案為：2H2－4e-+4OH-=4H2O；O2+4e-+2H2O=4OH-；

（3）用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)，陰極上氫離子放電，電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-=H2↑ +2OH-或2H+ +2e-=H2↑，陽極上氯離子放電生成氯氣，所以總反應(yīng)離子方程式為：Cl-＋2H2OH2↑+2OH－+Cl2↑ ，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算消耗氫氣的物質(zhì)的量，電解時(shí)，陽極上生成氯氣，每生成 0.1mol 氯氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.1mol×（1-0）×2=0.2mol，

燃料電池中消耗氫氣的物質(zhì)的量=0.2mol/2=0.1mol，所以標(biāo)況下體積為2.24L，

故答案為：2H2O+2e-=H2↑ +2OH-或2H+ +2e-=H2↑ ； Cl-＋2H2OH2↑+2OH－+Cl2↑ ； 2.24。