Question

美國(guó)阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電源，其構(gòu)造如圖所示：a、b兩個(gè)電極均由多孔碳制成，通入的氣體由孔隙中逸出，并在電極表面放電．
（1）a是

負(fù)

極，電極反應(yīng)式是

2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O）

；b是

正

極．電極反應(yīng)式是

O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-

．
（2）飛船上宇航員的生活用水由燃料電池提供．若為飛行員提供了360kg的水，則電路中通過(guò)了

4×10⁴

mol的電子．

Answer 1

分析：（1）氫氧燃料電池中，通入氫氣的一極為電源的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，通入氧氣的一極為原電池的正極，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，原電池工作時(shí)，氫氧燃料電池的總反應(yīng)為2H₂+O₂=2H₂O；
（2）在2H₂+O₂=2H₂O中，化合價(jià)升高值=化合價(jià)降低值=4，即當(dāng)轉(zhuǎn)移電子4mol時(shí)，會(huì)有2mol的水生成．

解答：解：（1）氫氧燃料電池中，通入氫氣的一極為電源的負(fù)極，通入氧氣的一極為原電池的正極，由于電解質(zhì)溶液呈堿性，則負(fù)極電極反應(yīng)式為2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O），正極電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，故答案為：負(fù)；2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O（或H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O）；正；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
（2）氫氧燃料電池的總反應(yīng)與氫氣在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式相同，生成物為水，即2H₂+O₂=2H₂O，在2H₂+O₂=2H₂O中，化合價(jià)升高值=化合價(jià)降低值=4，即當(dāng)轉(zhuǎn)移電子4mol時(shí)，會(huì)有2mol即36g的水生成，當(dāng)為飛行員提供了360kg即2×10⁴mol的水時(shí)，會(huì)轉(zhuǎn)移電子4×10⁴mol，故答案為：4×10⁴．

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池中的氫氧燃料電池的工作原理，題目難度不大，注意電極方程式的書寫以及電解質(zhì)溶液的酸堿性．