Question

【題目】（1）目前常用的鎳（Ni）鎘（Cd）電池，其電池總反應(yīng)可表示為：Cd+2NiO(OH)十2H2O2 Ni(OH)2+ Cd(OH)2，已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均難于溶水但能溶于酸。正極的反應(yīng)式是____________________，負(fù)極的反應(yīng)式是_________________。

（2）一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖： 電池工作時(shí)，外電路上電流的方向應(yīng)從電極___（“填A(yù)或B”）流向用電器。內(nèi)電路中，CO32－向電極_____（“填A(yù)或B”）移動，電極A上CO參與的電極反應(yīng)為______________________。

（3）將兩鉑片插入KOH溶液中作為電極，在兩極區(qū)分別通入甲烷和氧氣構(gòu)成燃料電池，則通入甲烷氣體的電極是原電池的____極，該極的電極反應(yīng)式是____________________，電池工作時(shí)的總反應(yīng)的離子方程式是__________________。如果消耗甲烷160g，假設(shè)化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為電能，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為___________（用NA表示），需要消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為_______L。

Answer 1

【答案】 2NiO(OH)＋2e－＋2H2O＝2Ni(OH)2+2OH－ Cd－2e－+2OH－＝Cd(OH)2 B A CO－2e－＋CO32－＝2CO2 負(fù) CH4＋10OH――8e－＝CO32－＋7H2O CH4＋2O2+2OH－＝CO32－＋3H2O 80NA 448

【解析】（1）由電池的總反應(yīng)可知，該電池放電時(shí)，鎘在負(fù)極上被氧化生成氫氧化鎘、氫氧化氧鎳在正極上被還原生成氫氧化鎳，故正極的反應(yīng)式是2NiO(OH)＋2e－＋2H2O＝2Ni(OH)2+2OH－，負(fù)極的反應(yīng)式是Cd－2e－+2OH－＝Cd(OH)2。

（2）由該燃料電池原理示意圖可知，燃料由電極A通入、氧氣和二氧化碳由電極B通入，則A為負(fù)極、B為正極，所以，電池工作時(shí)，外電路上電流的方向應(yīng)從電極B流向用電器。內(nèi)電路中，CO32－向電極負(fù)極A移動，電極A上CO參與的電極反應(yīng)為CO－2e－＋CO32－＝2CO2。

（3）將兩鉑片插入KOH溶液中作為電極，在兩極區(qū)分別通入甲烷和氧氣構(gòu)成燃料電池，則通入甲烷氣體的電極是原電池的負(fù)極，該極的電極反應(yīng)式是CH4＋10OH――8e－＝CO32－＋7H2O，電池工作時(shí)的總反應(yīng)的離子方程式是CH4＋2O2+2OH－＝CO32－＋3H2O。160g甲烷的物質(zhì)的量為10mol，根據(jù)負(fù)極的電極反應(yīng)式可知，消耗10mol 甲烷要轉(zhuǎn)移80mol電子，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為80NA，需要消耗氧氣的物質(zhì)的量為80mol20mol，這些氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為20mol22.4L/mol=448L。