Question

【題目】燃料電池是利用燃料（如H2、CO、CH4、CH3OH、NH3等）與O2反應從而將化學能轉化為電能的裝置。

（1）燃料電池(NaOH作電解質溶液)的正極電極反應式為__。

瑞典ASES公司設計的曾用于驅動潛艇的液氨液氧燃料電池示意圖如圖所示，有關說法不正確的是（________）

A.電池工作時，Na+向正極移動

B.電子由電2經外電路流向電極1

C.電極總應為4NH3+3O2=2N2+6H2O

D.電極2發生的電極反應為O2+4H++4e-=2H2O

（2）葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結構示意圖如圖所示。

葡萄糖作為微生物燃料電池的___(填“正”或“負”)極。

微生物燃料電池___（填“能”或“不能”在高溫下工作。

（3）CO無色無味有毒，世界各國每年均有不少人因CO中毒而失去生命。一種CO分析儀的工作原理所示，該裝置中電解質為氧化釔一氧化鈉，其中O2可以在固體介質NASICON中自由移動。傳感器中通過電極反應測定尾氣中CO的含量越高，請回答：

電極反應式為___。

（4）PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含電解質Na2PbCl4溶液，電解Na2PbCl4溶液生成Pb的裝置如圖所示。

電解時陰的電極反應式___。

其過程中通過陽離子交換膜的離子主要為___。

過程中，Na2 PbCl4電解液濃度不斷減小，為了恢復其濃度向陰極室加___（填化學式)。

Answer 1

【答案】O2+2H2O+4e-=4OH- BD 負極 不能 CO2e+O2═CO2 PbCl42+2e-═Pb+4Cl H+ 繼續向陰極區加PbO

【解析】

（1）燃料電池中燃料氫氣在負極失電子發生氧化反應，氧氣在正極上得到電子發生還原反應；液氨液氧燃料電池中，根據圖示可知電極1上氨氣轉換為氮氣，化合價升高，發生氧化反應，故電極1為負極，電極2為正極，燃料電池中，陽離子向正極移動，電子從負極移動到正極，在燃料電池的負極上發生燃料失電子的氧化反應，在正極上氧氣發生得電子的還原反應；堿性條件下，電極2發生的電極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-，堿性溶液中不應該出現H+；

（2）葡萄糖為燃料的微生物燃料電池，通氧氣為生物燃料電池的正極；負極是葡萄糖失電子生成二氧化碳，在高溫下，微生物會死亡，不能做微生物燃料電池；

（3）如圖所示，反應本質是CO與氧氣反應生成CO2，CO在a極發生氧化反應，故a為負極；b為正極，陰離子向負極移動，O2由電極b流向電極a，負極電極反應式為：CO2e+O2═CO2；

（4）根據電化學原理可知，陰極發生還原反應，則Na2PbCl2得到電子生成Pb，電極反應式為：PbCl42+2e-═Pb+4Cl，陽極發生氧化反應，溶液中的H2O放電生成氧氣和氫離子，電極反應式為：2H2O4e═O2+4H+，質子交換膜可以允許氫離子向陽極移動，電解一段時間后，Na2PbCl2的濃度極大減小，為了恢復其濃度且實現物質的循環利用，根據少什么加什么的原則，溶液中減少了Pb和O，應該在陰極區加PbO，

（1）氧氣在正極上得到電子發生還原反應；燃料電池(NaOH作電解質溶液)的正極電極反應式為O2+2H2O+4e-=4OH-，液氨液氧燃料電池中，根據圖示可知電極1上氨氣轉換為氮氣，化合價升高，發生氧化反應，故電極1為負極，電極2為正極，

A. 燃料電池中的陽離子向正極移動，電池工作時Na+向正極移動，故A正確；

B. 燃料電池中，電子是從負極流向正極，電子由電極1極經外電路流向電極2，故B錯誤；

C. 燃料電池的總反應是燃料燃燒的化學方程式電極總應為4NH3+3O2=2N2+6H2O，故C正確；

D. 在燃料電池的負極上發生燃料失電子的氧化反應，在正極上氧氣發生得電子的還原反應；堿性條件下，電極2發生的電極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-，堿性溶液中不應該出現H+，故D錯誤；

故答案為：O2+2H2O+4e-=4OH-；BD；

（2）葡萄糖為燃料的微生物燃料電池，通氧氣為生物燃料電池的正極；負極是葡萄糖失電子生成二氧化碳，在高溫下，微生物會死亡，不能做微生物燃料電池，

故答案為：負極；不能；

（3）本質是CO與氧氣反應生成CO2，CO在a極發生氧化反應，故a為負極；b為正極，陰離子向負極移動，O2由電極b流向電極a，負極電極反應式為：CO2e+O2═CO2，

故答案為：CO2e+O2═CO2；

（4）根據電化學原理可知，陰極發生還原反應，則Na2PbCl2得到電子生成Pb，電極反應式為：PbCl42+2e-═Pb+4Cl，陽極發生氧化反應，溶液中的H2O放電生成氧氣和氫離子，電極反應式為：2H2O4e═O2+4H+，質子交換膜可以允許氫離子向陽極移動，電解一段時間后，Na2PbCl2的濃度極大減小，為了恢復其濃度且實現物質的循環利用，根據少什么加什么的原則，溶液中減少了Pb和O，應該在陰極區加PbO，

故答案為：PbCl42+2e-═Pb+4Cl；H+；繼續向陰極區加PbO。