Question

【題目】（1）圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，回答以下問題：

①下列敘述不正確的是___。

A.a電極是負極

B.b電極的電極反應為：4OH--4e-=2H2O+O2↑

C.氫氧燃料電池是一種具有應用前景的綠色電源

D.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內的新型發電裝置

②若電解質溶液為KOH溶液，則電極反應式為：a極__，b極___。

（2）以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價為+3價)和H2O2作原料的燃料電池，負極材料采用Pt/C，正極材料采用MnO2，可用作空軍通信衛星電源，其工作原理如圖所示�；卮鹣铝袉栴}：

①電池放電時Na+移動方向是：__（填“從左向右”或“從右向左”）。

②電極b采用MnO2，MnO2的作用是__。

③該電池的負極反應為：__。

④每消耗3molH2O2，轉移的電子數為__。

Answer 1

【答案】B 2H2-4e-+4OH-=4H2O O2+4e-+2H2O=4OH- 從左向右 催化作用或導電 BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O 6NA

【解析】

(1)①在氫氧燃料電池中，氫氣失電子發生氧化反應，通入氫氣的電極是負極，即a為負價，氧氣得電子發生還原反應，通入氧氣的電極是正極，即b為正極；

②當電解質溶液是KOH時，負極上氫氣失電子和氫氧根離子反應生成水，正極上氧氣得電子生成氫氧根離子；

(2)根據裝置圖可知，H2O2得電子發生還原反應，則b電極為正極，a電極為負極，負極上BH4-得電子和氫氧根離子反應生成BO2-，結合原電池原理分析解答。

(1)①A. 在氫氧燃料電池中，H2失電子發生氧化反應，因此通入氫氣的a極為電源的負極，A選項正確；

B．在氫氧燃料電池中，通入O2的b極為原電池的正極，正極上O2得電子發生還原反應，要結合電解質溶液的酸堿性來確定其電極反應式的書寫，B選項錯誤；

C．氫氧燃料電池的產物是水，環保無污染，是一種具有應用前景的綠色電源，C選項正確；

D．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏電池內的新型發電裝置，D選項正確；

故答案為：B。

②當電解質是堿溶液時，燃料氫氣失電子生成的H+在堿性溶液中不能穩定存在，它和OH-反應生成H2O，所以負極(a極)上發生的電極反應式為2H2-4e-+4OH-=4H2O，正極(b極)上O2得電子和水生成氫氧根離子，電極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案為：2H2-4e-+4OH-=4H2O；O2+4e-+2H2O=4OH-；

(2)①在原電池中負極失去電子，正極得到電子，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。b電極是雙氧水放電，因此b電極是正極，a電極是負極，則Na+從a極區移向b極區，即從左向右，故答案為：從左向右；

②MnO2除了作電極材料外，還可以對H2O2的還原反應有催化作用，故答案為：催化作用或導電；

③極發生氧化反應生成BO2-，電極反應式為BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，故答案為：BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O；

④正極電極反應式為H2O2+2e-=2OH-，每消耗3molH2O2，轉移的電子為6mol，數目為6NA，故答案為：6NA。