Question

【題目】NaBH4燃料電池具有理論電壓高、能量密度大等優(yōu)點。已知，能量密度=電池輸出電能／燃料質量（已知電子的電荷量為1.6×10-19C），以該燃料電池為電源電解精煉銅的裝置如圖所示。下列說法不正確的是

A. 每消耗2.24 L O2(標準狀況)時，A電極的質量減輕12.8 g

B. 離子交換膜應為陽離子交換膜，Na+由左極室向右極室遷移

C. 該燃料電池的負極反應式為BH4-+8OH-－8e-＝BO2- + 6H2O

D. 若NaBH4 燃料電池的電壓為U伏，則此電池的能量密度為2.03×104UkJ·kg-1

Answer 1

【答案】A

【解析】分析：在堿性燃料電池中，通入NaBH4的一極為原電池的負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為BH4－＋8OH－－8e－=BO2－＋6H2O，通入O2的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應，電極反應式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，A為電解池的陽極，發(fā)生氧化反應，B為電解池的陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式為Cu2++2e－=Cu。

詳解：A. A極為電解池的陽極，電解精煉銅時，A極材料為粗銅，則粗銅中含有的比銅活潑的金屬如鋅、鐵等優(yōu)先放電，而不只是銅放電，則每消耗2.24 L O2(標準狀況)時，A電極減少的質量無法計算，故A 錯誤；

B. 由上述分析可知，左極室消耗氫氧根離子，鈉離子為陽離子，由左極室向右極室遷移，所以離子交換膜應為陽離子交換膜，故B正確；

C. 該燃料電池的負極發(fā)生氧化反應，電極反應式為BH4－＋8OH－－8e－=BO2－＋6H2O，故C正確；

D. 能量密度=電池輸出電能/燃料質量=，由電極反應式可知，1mol NaBH4反應時轉移8mol電子，則此電池的能量密度為=2.03×104UkJ·kg-1，故D正確；答案選A。