Question

“神九”飛船的發(fā)射成功，標志著我國航天事業(yè)進入領先行業(yè)．
（1）燃料電池的發(fā)展和航天的需求密不可分．燃料電池不僅能量轉(zhuǎn)換率高，而且以氫氣和氧氣為燃料的電池，電池反應生成的水還可供宇航員飲用．
①使用酸性電解質(zhì)的氫氧燃料電池，負極的電極反應為

 

．
②美國的阿波羅登月飛船使用的是堿性氫氧燃料電池，正極的電極反應為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，負極的電極反應為

 

．
③如圖是熔融碳酸鹽燃料電池的工作原理示意圖．已知負極的電極反應為：2H₂-4e^-+2CO₃^2-=2H₂O+2CO₂，正極的電極反應為

 

．
（2）太陽能電池也為航天飛船提供了方便的能源．在航天飛船內(nèi)H₂O和O₂的循環(huán)中，借助太陽能電池，可以通過電解水提供O₂．若有4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則在陽極上得到氣體的體積（標準狀況）是

 

L．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,電極反應和電池反應方程式

專題：電化學專題

分析：（1）①酸性介質(zhì)中，氫氧燃料電池中負極上氫氣失電子生成氫離子；
②堿性氫氧燃料電池中，負極上燃料失電子和氫氧根離子反應生成水；
③該原電池中，正極上氧氣得電子和二氧化碳反應生成碳酸根離子；
（2）根據(jù)氧氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關系式計算．

解答： 解：（1）①酸性介質(zhì)中，氫氧燃料電池中負極上氫氣失電子生成氫離子，電極反應式為H₂-2e^-=2H⁺，故答案為：H₂-2e^-=2H⁺；
②堿性氫氧燃料電池中，負極上燃料失電子和氫氧根離子反應生成水，電極反應式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，故答案為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；
③該原電池中，正極上氧氣得電子和二氧化碳反應生成碳酸根離子，電極反應式為O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，故答案為：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-；
（2）2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，陽極上生成氧氣，根據(jù)氧氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關系式知，若有4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則在陽極上得到氣體的體積（標準狀況）=

4mol

4

×22.4L/mol=22.4L，故答案為：22.4．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，涉及物質(zhì)的量的計算、電極反應式的書寫，所有的燃料電池中都是負極上燃料失電子、正極上氧化劑得電子，注意：酸性介質(zhì)中不能生成氫氧根離子、堿性介質(zhì)中不能生成氫離子，為易錯點．