Question

【題目】液氨—液氧燃料電池曾用于驅(qū)動(dòng)潛艇，其示意圖如圖所示。

(1)該電池的總反應(yīng)式為_____________，電極1發(fā)生的電極反應(yīng)為__________；

(2)下列說(shuō)法正確的是______________；

A. 電極2是正極，發(fā)生還原反應(yīng)

B. 電池工作時(shí)，Na＋向電極1移動(dòng)

C. 電流由電極2經(jīng)外電路流向電極1

D. 該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

(3)當(dāng)電路中通過(guò)的電子數(shù)為0.4mol時(shí)，理論上需消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為________L。

Answer 1

【答案】4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O 2NH3 - 6e- + 6OH- = N2↑+ 6H2O ACD 2.24

【解析】

燃料電池的總反應(yīng)是燃料燃燒的化學(xué)方程式，根據(jù)圖示，氨氣與氧氣反應(yīng)生成氮?dú)夂退�，�?jù)此書(shū)寫(xiě)反應(yīng)的方程式；燃料電池中通入氧氣的電極為正極，電極2是正極，電極1是負(fù)極，在燃料電池的負(fù)極上發(fā)生燃料失電子的氧化反應(yīng)，電極方程式為2NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O，在正極上氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-，據(jù)此分析解答。

(1)燃料電池的總反應(yīng)是燃料燃燒的化學(xué)方程式，即4NH3+3O2=2N2+6H2O，在燃料電池的負(fù)極上發(fā)生燃料氨氣失電子的氧化反應(yīng)，則堿性環(huán)境下電極1的電極反應(yīng)式為：2NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O，故答案為：4NH3+3O2=2N2+6H2O；2NH3+6OH--6e-=N2↑+6H2O；

(2) A.燃料電池中通入氧氣的電極為正極，因此電極2為正極，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，故A正確；B．電極1為負(fù)極，原電池工作時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即Na+向電極2移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．電流從正極流向負(fù)極，即電流由電極2經(jīng)外電路流向電極1，故C正確；D. 燃料電池屬于原電池，原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，電能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)潛艇，故D正確；故答案為：ACD；

(3) 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為12，當(dāng)電路中通過(guò)的電子數(shù)為0.4mol時(shí)，理論上需消耗氧氣=0.1mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L/mol×0.1mol=2.24L，故答案為：2.24。